2025, 46(6): 1-19.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.001
摘要:
铁钒钛资源是全球公认的战略性矿产资源，对我国国防、经济及科技的发展均具有战略意义。攀西是我国最大、世界重要的铁钒钛资源基地，已建成了完整的铁钒钛产业链，但仍存在钒钛综合利用率低、高端产品少、生产能耗高、固废产量大等问题。围绕攀西铁钒钛共伴生资源高效清洁利用，笔者系统分析了攀西铁钒钛资源利用现状，提出了攀西铁钒钛资源综合利用转型升级方向，包括工艺技术创新、产品迭代升级、清洁能源利用、固废处理强化和选冶流程再造等五个方面，大力推动我国钒钛产业高效化、高端化、绿色化和智能化发展，实现国家“双碳”目标，保障我国铁钒钛资源与基础原材料的安全供给。
铁钒钛资源是全球公认的战略性矿产资源，对我国国防、经济及科技的发展均具有战略意义。攀西是我国最大、世界重要的铁钒钛资源基地，已建成了完整的铁钒钛产业链，但仍存在钒钛综合利用率低、高端产品少、生产能耗高、固废产量大等问题。围绕攀西铁钒钛共伴生资源高效清洁利用，笔者系统分析了攀西铁钒钛资源利用现状，提出了攀西铁钒钛资源综合利用转型升级方向，包括工艺技术创新、产品迭代升级、清洁能源利用、固废处理强化和选冶流程再造等五个方面，大力推动我国钒钛产业高效化、高端化、绿色化和智能化发展，实现国家“双碳”目标，保障我国铁钒钛资源与基础原材料的安全供给。
2025, 46(6): 29-39, 65.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.003
摘要:
构建准确可靠的热力学数据库对提钒过程优化以及钒酸盐材料的制备具有重要的应用价值和指导意义。采用封闭铂金坩埚，结合X射线衍射(XRD)与差热分析(DTA)技术，证实了K2O-V2O5体系中K3V5O14为稳定存在的化合物，并试验测定了K2V8O21和KVO3的熔化温度分别为532.4 ℃和516.5 ℃。随后采用修正的准化学模型(MQM)，引入溶液中第二相邻阳离子短程有序对描述吉布斯自由能的变化。基于CALPHAD框架(CALculation of PHAse Diagram，相图计算)，构建了Na2O-K2O-V2O5体系的热力学模型，重现了Na2O-K2O-V2O5体系全组分范围的实验数据和热力学性质，获得了该体系中所有物相一系列自洽的热力学模型参数，最终构建了可靠的热力学数据库。进一步探讨了当前数据库在钒渣钠化焙烧提钒中的应用，明确了含钒物相的迁移规律，确定了最佳的操作温度窗口。
构建准确可靠的热力学数据库对提钒过程优化以及钒酸盐材料的制备具有重要的应用价值和指导意义。采用封闭铂金坩埚，结合X射线衍射(XRD)与差热分析(DTA)技术，证实了K2O-V2O5体系中K3V5O14为稳定存在的化合物，并试验测定了K2V8O21和KVO3的熔化温度分别为532.4 ℃和516.5 ℃。随后采用修正的准化学模型(MQM)，引入溶液中第二相邻阳离子短程有序对描述吉布斯自由能的变化。基于CALPHAD框架(CALculation of PHAse Diagram，相图计算)，构建了Na2O-K2O-V2O5体系的热力学模型，重现了Na2O-K2O-V2O5体系全组分范围的实验数据和热力学性质，获得了该体系中所有物相一系列自洽的热力学模型参数，最终构建了可靠的热力学数据库。进一步探讨了当前数据库在钒渣钠化焙烧提钒中的应用，明确了含钒物相的迁移规律，确定了最佳的操作温度窗口。
2025, 46(6): 78-83.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.009
摘要:
金属热还原法制备金属钒存在金属用量大、成本高和钒中氧含量高的问题。虽然镁热还原法在热力学上能够将钒中氧降低至0.01%，但在实际反应过程中，MgO/MgV2O4氧化层的形成会严重阻碍反应动力学过程。为此，创新性地提出“氢还原—熔盐协同镁热还原”两步法新工艺，首先通过氢还原制备低价钒氧化物（V2O3、VO）并作为镁热还原工艺的原料，再利用反应型ZrCl4-KCl熔盐为介质打破氧化层包裹效应，突破动力学限制，在低温下同步实现钒氧化物的镁热还原与氧化层界面净化。经工艺参数优化（Mg添加量35%、反应时间1 h、温度800 ℃），最终制备出O含量约为0.16%的高纯金属钒。
金属热还原法制备金属钒存在金属用量大、成本高和钒中氧含量高的问题。虽然镁热还原法在热力学上能够将钒中氧降低至0.01%，但在实际反应过程中，MgO/MgV2O4氧化层的形成会严重阻碍反应动力学过程。为此，创新性地提出“氢还原—熔盐协同镁热还原”两步法新工艺，首先通过氢还原制备低价钒氧化物（V2O3、VO）并作为镁热还原工艺的原料，再利用反应型ZrCl4-KCl熔盐为介质打破氧化层包裹效应，突破动力学限制，在低温下同步实现钒氧化物的镁热还原与氧化层界面净化。经工艺参数优化（Mg添加量35%、反应时间1 h、温度800 ℃），最终制备出O含量约为0.16%的高纯金属钒。
2025, 46(6): 117-123.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.014
摘要:
为了提高高钛钢连铸过程中保护渣吸收夹杂物的速率，设计了五种潜在的高钛钢保护渣，将原位观察试验和旋转圆柱法相结合，分别观察和定量分析了各保护渣对TiO2夹杂物的吸收行为及吸收速率的差异，采用扫描电镜-能谱仪（SEM-EDS）对TiO2试样与保护渣接触的界面进行分析，以确定TiO2在保护渣中的溶解机理。结果表明，TiO2在CaO-SiO2-BaO渣中溶解速率最快，其次为低碱度CaO-SiO2渣，两种渣在原位试验中耗时较短，且完全溶解，在旋转圆柱试验中溶解速率分别为0.285 、0.281 mm/min。TiO2在高碱度CaO-SiO2、CaO-SiO2-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3-BaO渣系中溶解速率较慢，仅CSAB渣完全溶解，旋转圆柱试验中溶解速率分别为0.151、0.101 mm/min和0.191 mm/min。阻碍TiO2溶解的主要原因是溶解的TiO2与渣中CaO反应生成的高熔点CaTiO3使得保护渣局部粘度和熔点上升。
为了提高高钛钢连铸过程中保护渣吸收夹杂物的速率，设计了五种潜在的高钛钢保护渣，将原位观察试验和旋转圆柱法相结合，分别观察和定量分析了各保护渣对TiO2夹杂物的吸收行为及吸收速率的差异，采用扫描电镜-能谱仪（SEM-EDS）对TiO2试样与保护渣接触的界面进行分析，以确定TiO2在保护渣中的溶解机理。结果表明，TiO2在CaO-SiO2-BaO渣中溶解速率最快，其次为低碱度CaO-SiO2渣，两种渣在原位试验中耗时较短，且完全溶解，在旋转圆柱试验中溶解速率分别为0.285 、0.281 mm/min。TiO2在高碱度CaO-SiO2、CaO-SiO2-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3-BaO渣系中溶解速率较慢，仅CSAB渣完全溶解，旋转圆柱试验中溶解速率分别为0.151、0.101 mm/min和0.191 mm/min。阻碍TiO2溶解的主要原因是溶解的TiO2与渣中CaO反应生成的高熔点CaTiO3使得保护渣局部粘度和熔点上升。
摘要：
利用真空感应悬浮熔炼炉制备了（TiC+TiB）/Ti-6Al-4Sn-8Zr-0.8Mo-1.5Nb-1W-0.25Si复合材料，增强体占比分别为0%、2%、4%（体积比）。利用金相显微镜、SEM、XRD、TEM和高温拉伸试验机研究了其显微组织和高温拉伸性能。结果表明：钛合金主要由α-Ti相和Ti2ZrAl相组成，Ti2ZrAl相分布在α-Ti片层交界位置。同时，复合材料中还存在多边形块状TiC和TiB长晶须。钛合金组织为典型的魏氏组织，在β-Ti晶粒内α-Ti相长成近平行排列的长针状。钛基复合材料中随着增强体数量增加，α-Ti长径比显著减小，β-Ti晶粒细化。在650～700 ℃范围钛基复合材料强度显著提高，2%增强体复合材料在650 ℃强化效果最优，4%增强体复合材料在700 ℃强化效果最优。温度超过700 ℃后，增强体强化效果减弱。复合材料塑性总体较低。钛基复合材料强化方式为细晶强化、固溶强化和载荷传递强化。高温拉伸时钛基复合材料的断裂方式为脆性断裂。
利用真空感应悬浮熔炼炉制备了（TiC+TiB）/Ti-6Al-4Sn-8Zr-0.8Mo-1.5Nb-1W-0.25Si复合材料，增强体占比分别为0%、2%、4%（体积比）。利用金相显微镜、SEM、XRD、TEM和高温拉伸试验机研究了其显微组织和高温拉伸性能。结果表明：钛合金主要由α-Ti相和Ti2ZrAl相组成，Ti2ZrAl相分布在α-Ti片层交界位置。同时，复合材料中还存在多边形块状TiC和TiB长晶须。钛合金组织为典型的魏氏组织，在β-Ti晶粒内α-Ti相长成近平行排列的长针状。钛基复合材料中随着增强体数量增加，α-Ti长径比显著减小，β-Ti晶粒细化。在650～700 ℃范围钛基复合材料强度显著提高，2%增强体复合材料在650 ℃强化效果最优，4%增强体复合材料在700 ℃强化效果最优。温度超过700 ℃后，增强体强化效果减弱。复合材料塑性总体较低。钛基复合材料强化方式为细晶强化、固溶强化和载荷传递强化。高温拉伸时钛基复合材料的断裂方式为脆性断裂。
摘要：
从2022年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并针对目前行业存在的问题提出了建议。
从2022年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并针对目前行业存在的问题提出了建议。
