海綿鈦生產工藝介紹粗鎂粗鎂海綿鈦鎂電解真空蒸餾生鐵高鈦渣鎂精鎂氬氣還原產物海綿鈦精四氯化鈦粗四氯化鈦石油焦銅絲氯化鎂破碎、包裝氯氣精煉還原氯化電爐熔煉精制石油焦鈦鐵礦瀝青補充氯化鎂補充氯氣圖1勞爾法海綿鈦生產工藝流程圖工藝流程簡述：電爐熔煉：即高鈦渣生產。其工藝流程如下見圖2鈦渣生產流程圖。圖2鈦渣生產流程圖電爐熔煉法生產高鈦渣是鈦鐵礦與固體還原劑無煙煤或石油焦等混合加入電爐中進行還原熔煉，礦中的氧化物被選擇性地還原為金屬鐵，而鈦的氧化物被富集在爐渣中，經渣鐵分離獲得高鈦渣和副產品金屬鐵，高鈦渣經過冷卻、破碎、磁選、磨粉后送氯化車間。在鈦渣生產流程中，主要用能為電。主要用能設備為自制6300kV·A矮煙罩電弧爐。氯化：即粗四氯化鈦的生產。主要流程圖見圖3。圖3氯化鈦生產流程圖破碎好的高鈦渣、石油焦按一定比例進行稱量配料，經過混合、干燥，用加料機由混合料斗從沸騰段上方加入氯化爐內。氯氣從氯化爐底進入爐內，加入的混合料與氯氣反應生成四氯化鈦和其他雜質的氯化物以及一氧化碳和二氧化碳等氣體。沸點低于氯化溫度的氯化物如：FeCl3、AlCl3(升華氣體)等氣體就和TiCl4一起揮發逸出氯化爐，而沸點高于氯化溫度的氯化物如：CaCl2、MgCl2等，與未反應的TiO2、C粉等一起留在爐內成為爐渣。從氯化爐頂以氣體逸出的混合氣體，主要成分為TiCl4、AlCl3、FeCl3等，還有被氣流夾帶出來的固體顆粒，進入收塵器，由于減速降溫的作用，使其中AlCl3、FeCl3等高沸點氯化物以及被氣體帶出的固體顆粒大部分被冷凝沉積下來。通過收塵器出來的混合氣體進入淋洗塔，被冷凍鹽水冷卻后的TiCl4、的液體相接觸，使TiCl4、等氣體和高沸點雜質被淋洗下來，淋洗下來的TiCl4液體還含有較多的雜質，經過沉降、過濾以后，得到淡黃色或紅棕色的粗四氯化鈦液體。不能冷凝的氣體經過尾氣凈化處理后達標通過煙囪排空。在粗四氯化鈦生產過程中，主要用能為石油焦、壓縮空氣、電、循環水以及低溫鹽水。主要設備有Ф1200氯化爐、Ф2400氯化爐以及附屬的泵類設備。精制：精制工藝流程圖見圖4。圖4精餾塔除硅-銅絲塔除釩組合的精制工藝流程圖粗四氯化鈦中含雜質眾多，根據雜質的物理和化學性質的不同，先通過蒸餾除去高沸點雜質，再通過精餾除去低沸點雜質，最后通過銅絲除釩，制取精四氯化鈦。工序工藝流程敘述如下：從氯化車間來的粗四氯化鈦進入高位槽，經過流量計由浮閥塔的中部加入塔內，連同回流液與由蒸餾釜上升的蒸汽相遇時，進行氣液交換。低沸點四氯化硅等氯化物由塔頂冷凝器冷凝進入回流槽。其中一部分返回塔頂進行回流，多余的溢流到四氯化硅儲罐。已經除去低沸點雜質的四氯化鈦被汽化由浮閥塔底部進入銅絲蒸餾釜，與銅絲接觸除三氯氧釩、脫色后，進入冷凝器，冷凝得到精制四氯化鈦液體，經檢驗合格后送往儲罐，供給還原工序。各蒸餾釜和高位槽富集的有高沸點氯化物的四氯化鈦，定期返回氯化車間濃密機，所有塔及設備的尾氣經酸封罐排入大氣。該工序主要用能為電能。主要用能設備為蒸餾釜。蒸餾釜有1700mm×2690mm，1500mm×2380mm。還原-蒸餾：鎂熱還原法生產海綿鈦，是采用“克勞爾”法。即在高溫下用鎂將四氯化鈦還原成金屬鈦，該反應過程涉及TiCl4-Mg-Ti-MgCl2-TiCl3–TiCl2等多相體系，是一個復雜的物理化學過程。鎂還原TiCl4的總反應式：TiCl4＋２Mg＝Ti＋2MgCl2還原工序所得產物，其組成大約是55%～60%Ti、25%～30%Mg、10%～15%MgCl2和少量鈦的低價氯化物TiCl2、TiCl3。為了獲得產品海綿鈦，必須分離出Mg和MgCl2，分離方法采用真空蒸餾法。工藝流程圖見圖5。圖5還原-蒸餾工藝流程圖蒸餾法是利用蒸餾物各組分物理特性的差異而進行的分離方法。是根據Mg和MgCl2在溫度700～1000℃蒸汽壓較高，而Ti在同溫度下蒸汽壓很低，因而可利用它們在高溫下蒸汽壓相差很大，從而Mg和MgCl2化Mg對Ti的相對揮發度（分離系數）很大的原理進行分離。采用常壓蒸餾時，由于MgCl2比Mg的沸點高，分離MgCl2比Mg困難，提高蒸餾溫度將導致海綿鈦與鐵制容器壁生成Ti-Fe合金而污染產品，同時在常壓高溫下，Ti、Mg和MgCl2與水蒸氣以及Mg和Ti與空氣中的氧、氮均易作用。而在真空條件下蒸餾時，Mg和MgCl2的沸點將大大降低，揮發度比常壓蒸餾時大很多倍，因此采用真空蒸餾可以降低蒸餾溫度和提高Mg和MgCl2的揮發速度，還可以減少產品鈦被罐體鐵壁和空氣中的氧、氮污染。我國遵義鈦業采用倒“U”形聯合法生產工藝，它是將還原罐（蒸餾罐）和冷凝罐之間用帶閥門的管道連結而成，設有專門的加熱裝置，整個系統設備在還原前一次組裝好。倒“U”形聯合法生產工藝要求嚴格，就是還原結束后立即投入真空蒸餾作業。在還原-蒸餾工序的主要用能為電。主要設備為還蒸爐。鎂電解：金屬鎂的工業生產方法MgCl2的熔鹽電解法，用Mg還原TiCl4過程中排放的的MgCl2作原料，進行熔鹽電解制鎂，反應產物Mg和Cl2分別用于還原TiCl4和氯化制取TiCl4，這樣就構成氯、鎂閉路循環的工藝。氯化鎂電解生產工藝的實質，是用直流電流通過熔融電解質把Mg2+還原為金屬鎂的過程。當直流電流通過熔融電解質時，陰極上析出鎂，陽極上析出氯氣，反應方程式如下：2Cl－－2e－＝Cl2(Cl－在陽極上失去電子)Mg2+＋2e－＝Mg(Mg2+在陽極上得到電子)陰極產生的液態鎂因比電解質的密度小而上浮于表面，陽極產生的氯氣則通過氯氣罩排出收集處理。該工序的主要用能為電力。主要用能設備為容量為110kV·A的電解槽。專業鈦資料由鈦行業資訊網站凡宇資訊提供下載。鎂精煉：電解槽產出的鎂包含許多雜質，精煉是根據各雜質的物理性質的不同，進行分層，制取高純度的鎂。該工序主要用能為電力。主要用能設備為精煉爐。破碎包裝：反應器的鈦坨取出后削去邊皮，經過切削，破碎包裝成桶外銷。附錄資料：不需要的可以自行刪除預應力錨索樁板墻施工工法一、前言在山嶺陡峭、地形復雜、山高谷深的地區，高等級公路通過的地段造成大量的高填深挖，高橋及隧道處處可見。在山谷深、地面橫坡陡峭的地段，路基難于填筑，旱橋跨越在經濟和技術上造成較大的浪費，同時也給路基穩定及橋梁的橋樁、墩柱帶來隱患。采用新型高擋墻跨越不僅開挖面小，也可消耗廢方，起到安全、經濟和環保的作用。個舊至冷墩二級公路預應力錨索樁板墻工程是采用40米高預應力錨索樁板墻進行邊坡治理的項目，穩定了高填方路基，減少了陡坡旱橋，預應力錨索結構由于其合理的受力機理以及在軟弱巖體中能更有效的發揮土體承載力而提供了較大錨固力，通過施工經總結形成本工法。二、工法特點1.采用MG-50A型潛孔沖擊鉆跟套管無水干鉆，能有效的預防塌孔，保證水泥漿與孔壁巖體的粘結強度。2.錨索材料選用低松弛環氧噴涂無粘結鋼絞線（ASTMT416-88a標準270級，強度Rby=1860Kpa，松弛率為3.5%，Φj=15.24mm），配套OVM15型錨具，鋼絞線強度高，性能好，可以在張拉結束后有效的進行放張或補償張拉且彌補了鋼絞線在特殊環境下中長久防腐的問題。3.該體系能主動提供抗滑力，有效的控制巖體的位移，在錨索的錨固范圍內產生亞應力帶，從而從根本上改善巖體的力學性能。4.根據現場實際地質情況，大噸位錨索主要錨于碎石土、亞粘土中，鑒于土體破碎，抗剪強度低，在錨索結構上，通過對拉力型錨索與分散壓縮型錨索工作性能的比較，采用分散壓縮型錨索結構有突出優點。拉力型錨索與分散壓縮型錨索工作性能的比較見表1。表1拉力型錨索與分散壓縮型錨索工作性能的比較項目拉力型錨索分散壓縮型錨索巖體—水泥漿體間的粘結摩阻應力分布狀況沿錨固體長度分布極不均勻，應力集中嚴重，易發生漸進性破壞沿錨固長度分布較均勻巖體—水泥漿體間的粘結摩阻應力值總拉力大，粘結摩阻應力值大總拉力可分散成幾個較小的壓力，粘結摩阻應力值顯著減小粘結摩阻強度灌漿體受拉不會引起水泥漿體橫向擴張而增大粘結摩阻強度灌漿體受壓產生橫向擴張而使粘結摩阻強度增大錨索承載力錨固長度超過一定值后，承載力增長極其微弱錨索承載力隨錨固段長度增加而增加耐久性灌漿體受拉，易開裂，防腐性差灌漿體受壓，不易開裂，預應力筋外有油脂、PVC涂層及水泥漿體多層防腐，耐久性好三、適用范圍本工法適用于公路、鐵路、水利、城市建設等相關領域的淺、中、深層土石混合滑坡、土滑坡、巖石滑坡的防治工程。四、工藝原理穿過邊坡滑動面的預應力錨索，外端固定于抗滑樁上，另一端錨固在穩定整體巖體土石混合體中。錨索的預應力使不穩定巖體處于較高圍壓的三向應力狀態，巖體強度和變形比在單軸壓力及低圍壓條件下好的多，結構面處于壓緊狀態，使結構面對巖體變形消極影響減弱，顯著提高了巖體的整體性，錨索的錨固力直接改變了滑動面上的應力狀態和滑動穩定條件。五、施工工藝（一）施工工藝流程（見圖1）錨索預應力施作、樁位監測錨索預應力施作、樁位監測回填土壓密、樁位監測坡面整修樁位定位放樣工作平臺搭設挖孔、澆樁、放板回填土壓密至一定高度、樁位監測樁上錨孔造孔、制索樁上錨孔鉆孔、制索錨索安裝、注漿錨索安裝、注漿錨索預緊錨索預應力施作、樁位監測回填土到位、樁上錨索張拉鎖定封錨圖1預應力錨索樁板墻施工工藝流程（二）施工要點1.樁板墻施工（1）樁基施工時，應準確核對平面位置，結合地形做好樁區地面截、排水及防滲工作。（2）樁基采用挖孔樁施工，施工方法主要有：碎石土開挖用洋鎬和鋼釬；軟、風化巖石用風鎬，；灰巖、板巖人工用鋼釬硬鑿；有地下水用7.5KW，20—40米揚程的淺水泵抽水人工鑿后，整體板巖和弧石用靜態爆破進行鑿除。提升采用人工轆轤和電動葫蘆。挖孔及支撐護壁連續作業，護壁1米為一節，采用孔內現澆，一天后拆模，嚴格按隔樁開挖的方法進行。（3）挖孔到位后，清理孔底，重新進行樁位放樣，復查準確后開始綁軋鋼筋。在綁扎過程中若發現鋼筋籠位置偏差，應及時將其調整準確。（4）鋼筋的焊接和綁扎應嚴格按照技術規范要求進行。綁扎成型經檢驗合格后，轉入下道工序——模板安裝。（5）由于樁板墻結構的特殊性，采用標準化的組合鋼模。模板支架與腳手架分離，避免引起模板變形。在混凝土澆筑之前，用同一種脫模劑涂刷模板，且不得污染鋼筋。安裝完畢后，對其平面位置、頂部標高、節點聯系及縱橫向穩定性進行檢查。澆筑時發現模板有超過允許變形值的可能時，及時糾正。（6）樁板墻樁長均大于10米，為防止離析，利用串桶傾卸，且在中途設置一至兩道減速裝置。由于鋼筋密度大，用4臺插入式振動器同時進行搗固，澆筑層厚度15cm左右。澆筑混凝土，必須一次性全樁澆成，否則視為斷樁。當澆筑至預留錨孔處時，仔細振搗，以保證錨孔處的強度。在混凝土澆筑期間，設專人檢查支架、模板、鋼筋和預埋件等穩固情況，發現松動、變形、移位時及時處理。專人填寫混凝土澆筑記錄。（7）擋土板為鋼筋混凝土矩形板，預制時兩側留有吊裝孔，同時作為泄水孔。擋土板采用直接搭接樁身的形式，樁、板連接的縫隙不用處理，若縫隙過大可采用瀝青麻絮填塞。擋土板采用平面堆放，受力面朝上（受力面按設計圖紙標識），其堆積高度不宜超過5塊，板塊間用木塊等支墊，并置于設計支點位置，運輸過程要輕搬輕放。安裝時，應豎向起吊，用手牽引，防止與樁相撞，將擋土板正確就位，同時應做好防排水設施及填筑墻被填料，擋土板頂面不齊時，可用砂漿或現澆混凝土調整。2.樁后回填樁板墻段路基填土嚴格按照公路工程技術規范和設計標準施工，在填料選材和路基填筑工程中加強了試驗工作，從長遠考慮，在填土與樁板之間填一層50cm厚的碎石深水層，從而使滲入填土路基中的雨水從擋板泄水孔排出，以保證錨索長久不受雨水的侵蝕，從而保證路基的工程質量。3.預應力錨索施工（1）施工準備將預應力的造孔設備、注漿設備、張拉設備調至工作面附近，待工作面完成后，馬上吊運至工作面，所有施工材料均應由出廠證明、合格證，鋼絞線應檢測合格，做好施工場地的排水工作，材料、機械的防雨、防水工作，水、電等在前期施工中已接到位，稍做處理即可滿足施工要求。（2）回填土、壓密至一定高度。填土高度按錨索張拉控制程序施工。隨時進行樁位監測。（3）鉆孔鉆孔是預應力錨索施工中控制工期的關鍵工序，為提高鉆孔效率和保證鉆孔質量，采用MG-50A潛孔沖擊鉆機。該鉆機所配鉆桿是統一規格，按錨索設計長度將鉆機所需鉆桿擺放整齊，鉆桿用完孔深也恰好到位，由于鉆桿長度均有±5mm的誤差，要求實際鉆孔深度超出設計孔深0.5m左右。為防止惡化邊坡巖體的工程地質條件和降低孔壁的粘結性，嚴禁開水鉆進。鉆進過程中應對每個孔的地層變化，鉆進狀態（鉆進、鉆壓）地下水及一些特殊情況做好現場記錄，如遇地層松散、破碎時應用跟套管鉆進技術，以使鉆孔完整不坍。如遇坍孔或地下水豐富時，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理（灌漿壓力0.2～0.4Mpa），待水泥漿凝固后，再重新掃孔鉆進。鉆孔到位后，用高壓風（風壓大于0.4Mpa）將孔內的巖粉清干凈，然后，用預先做好的探孔裝置，進行深孔，若探孔時輕松將探孔器送入孔底，鉆孔深度符合設計要求，經驗收同意后即可轉入下道工序——錨索安裝。（4）錨索制作錨索制作工藝流程編束通知單下料、清洗安裝承載體、擠壓P錨編束安裝支撐環安裝注漿管驗收庫存穿束在預先平整好的下料場地上（場地要求寬4m、長40m左右）按下料長度進行下料，每根絞線長度誤差控制在10cm左右。下料長度計算L下=∑Li+Lf+Lw式中L下——下料長度Li——各分段錨固長度Lf——錨索自由段長度Lw——錨索工作段長度下料要求用砂輪切割機切割好以后，鋼絞線一端剝除PE15cm，對剝除部分絞線除污洗凈，下好料以后，按要求設置承壓板、支撐環，支撐環每1m放1個，用GYJ60A型擠壓機對剝除部分擠壓上P錨。索體要求綁扎牢固，絞線應平行順直。對不同位置處的承載體相應的絞線外露端做出臨時和永久性標記。灌漿管綁扎在錨索體上，灌漿管頭部距孔底5～10cm，灌漿管使用前，要檢查有無破裂、堵賽。綁扎好的錨索頂部要安裝導向帽，以方便穿索。錨索制好后應將承壓板、P錨外部涂上防腐油漆。檢查合格后的錨索標識好以后分區存放，同時做好防雨、防曬工作。（5）錨索安裝向錨索孔安索前，要核對錨索編號是否與孔號一致，確認無誤后，即可將錨索用人工抬至工作面，用人工將錨索平順穿入錨孔，當外露部分滿足工作長度時即到位，停止穿索。錨索往孔內穿時，索體必須平順，不得扭絞，同時應避免損傷PE管及支撐環脫落。錨索安裝工作結束后即可進行灌漿工作。（6）注漿注漿采用3SNS系列注漿泵，攪拌采用灰漿攪拌機進行。漿液要攪拌均勻，隨絞隨用，并在初凝前用完。嚴防石塊等雜物混入漿液。注漿材料為純水泥漿，水泥選用普通硅酸鹽525＃，水灰比為0.38，外加10%UEA-Z型復合膨脹劑和0.6%的高效早強減水劑。漿體強度不小于40MPa，注漿壓力大于0.3MPa。邊注漿邊緩慢抽拔注漿管，保證注漿管口處于漿液面一下。并保證漿體密實、飽和，達到設計漿體強度。待孔口溢出清晰的漿體即可停止注漿。注漿過程中要做好相關記錄，并做好試驗塊。（7）錨索的張拉待錨孔注漿體強度達到設計要求后，（按上述配合比施工一般七天就可達到40MPa以上）根據回填土的高程（一般高于相應錨孔4米）和監理工程師書面通知即可進行張拉。張拉前須對張拉機具進行配套標定，計算出千斤頂受力與油壓的線性方程，用于張拉油壓與張拉力的控制。安裝錨板前，要用棉紗擦凈錨板內的泥沙油污。鋼絞線穿入錨板的順序，力求與鋼絞線束綁扎的順序一致，防止交叉纏繞。張拉前，鋼絞線外包的PE護管用鋸條割掉（注意不要傷著鋼絞線），不得用火燒鋼絞線，剝除PE后要清除防腐油脂。錨索張拉應根據填土情況、錨孔數分次分級進行。張拉方式用小千斤頂對每個承載體按由內向外的順序對稱進行張拉，第一級觀測時間需穩定10分鐘外，其余每一級需穩定2—5分鐘，分別記錄每一級鋼絞線的預應力施作情況。張拉過程中必須進行樁位監測和錨索應力的測試工作。張拉結束后，將錨板外的鋼絞線處理好，不能松散，以備再進行張拉。為防止外錨頭的長期暴露，每次結束后應作相應的防護。每級張拉的穩定時間必須保證，張拉時以張拉油壓為主，伸長值進行校核。當出現異常情況時，必須停止作業進行檢查，查明原因后方可繼續進行作業。預應力施作時，對每一次控制應力Nji應進行如下施作方式：①對每一孔錨索的每一次Nji的施作均應按承載體由內向外的順序進行。且每一次的施作Nji針對每一個承載體上的鋼絞線又須按兩步來完成：（設控制應力為Nji）測量、記錄持續2min第一步：00.1Nji0.25Nji0.5Nji（測量記錄后不頂壓鎖定）每根錨索的每一個承載體上的鋼絞線采用小千斤頂按第一步的步驟對稱張拉結束后進行第二步的操作。測量、記錄持續2min測量、記錄第二步：00.5Nji0.75Nji1.0Nji不頂壓鎖定穩壓3min②當填土到位時，預應力最終控制應力的施作按①中第一步、第二步完成后對每根鋼絞線進行頂壓鎖定。（8）再回填、壓密、造孔預應力施作后再進行回填、壓密工作（同時要進行樁位的監測），至一定的高度后，再造樁上上部錨索孔，如此循環5、6、7的工作。（9）張拉鎖定、封錨按以上工序循環進行到回填土填滿到位后，對樁上所有錨索進行張拉鎖定，每次張拉需對樁位進行監測。預應力張拉完成后，用手提砂輪機切除多余鋼絞線，外留長度20cm。最后樁上保護罩，填充好油脂進行封錨，封錨后保持樁面整潔美觀。4.軸力監測樁、錨支擋體系的受力涉及到兩個方面，一是樁自身提供的抗力，一是錨索提供的抗力。兩者應有一個合適的力度，錨索受力過大則設計安全性降低，樁身受力過大同樣對樁的安全性也構成影響。我國《土層錨桿設計與施工規范》中規定，對預應力錨索軸力的永久觀測數量應不少于5%，同時規定對應力損失超過10%最終控制應力時應進行補償，而大于最終控制應力15%時應進行應力放松。要確切知道預應力施加后錨索軸力的實際大小以便進行相應的處理，就須對錨索軸力進行監測。錨索軸力的監測方法：錨索軸力施加之前選擇具有代表性的錨孔，在選定的錨孔處裝上特殊的傳感器元件，然后裝上錨具，通過預應力的施作和觀測，即可測出不同時期錨索軸力的變化情況，從而進行有關的處理，軸力讀數時應與填土的情況以及樁身位移情況相對應進行觀測。由于樁上錨具采用特殊OVM產品，故傳感器元件應與之相配套，個冷公路預應力錨索樁板墻選用的是遼寧丹東市三達測試儀器廠生產的GW型鋼弦式巖土錨測力計和GPC—1型袖珍式鋼弦頻率測定儀組成的測量系統（見圖2）。六、機具設備（見表2）表2機具設備序號機具名稱規格單位臺備注1鉆機MG-50A臺52壓風機臺53注漿泵SNS200/100臺14灰漿攪拌機臺25油泵ZB4/500臺4帶S閥6千斤頂YCW250A臺17千斤頂YCW150A臺18千斤頂YDC240Q臺4帶頂壓頭4個9沉漿桶只210潛水泵臺211千分表只212擠壓機臺113砂輪切割機臺114對講機臺415手提砂輪機切割機臺216氧割設備套117配電盤個5181噸葫蘆個619小型電焊機臺120單根測力傳感器臺621精密液壓油壓表塊1022擠壓模套223單孔工作錨套12帶25副工作夾片七、勞力組織（見表3）表3勞力組織序號項目工種人數備注1樁板墻工程現場指揮12技術兼質檢13板合司機34電工15振搗工46配料37試驗員18電焊工39鋼筋工810修理工111架子模板工1512普工3313鉆孔現場指揮114技術兼質檢115鉆機司機516電工117吊車司機118空壓機司機219普工1520電焊工121錨索、注漿現場指揮122技術兼質檢123電工124試驗員125電焊工126制索、安索827注漿528張拉929板后填土現場指揮130技術兼質檢131挖掘機司機132推土機司機233壓路機司機234平地機司機235裝載機司機236電工137試驗員138修理工139普工10八、安全措施1.施工前進行安全技術交底，施工過程中要明確分工，統一指揮。2.各種機具設備應處于完好狀態。3.上崗前要做好安全培訓工作，施工人員進入現場要戴好安全帽，操作人員遵守有關安全操作規程。4.高空作業要設置必要的防護措施，作業人員必須佩戴安全帶。5.切割鋼絞線使用的砂輪切割機要設置安全護罩，以防斷片傷人。6.注漿管路應暢通，不得有堵塞現象，避免漿