在還原鈦螺絲加工作業(yè)時,反應(yīng)物TiCl4(同時加料法還有鈉)是徐徐加入反應(yīng)器內(nèi)的。因此,反應(yīng)物的加科速度體現(xiàn)了反應(yīng)物的隨時濃度,對反應(yīng)速度進行控制,并且又會引起反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力的變化。
對于預加鈉法工藝,有類似鎂還原工藝的特征。實踐表明,在適宜的反應(yīng)溫度下和一定的加料速度范圍內(nèi),化學反應(yīng)速度與TiC14的加料速度成正比。鈦螺絲廠家的加料速度越大,反應(yīng)速度也越大,反之亦然。但是增大加科速度不僅受到反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力的限制,還與熔體內(nèi)的鈉上浮擴散速度有關(guān)。當TiCl4加科速度超過一定量后,由于受鈉的擴散速度限制,反應(yīng)速度無法增大,加料速度只能維持這一值。特別到制取鈦螺絲反應(yīng)后期,鈉上浮擴散阻力增大,相應(yīng)的反應(yīng)速度有所降低。因此,TiCl4的加料速度還與反應(yīng)時期有關(guān),實踐中常制定出適宜的加料制度。
對于同時加料法,反應(yīng)速度與TiCl4和鈉的加料速度均有關(guān)。一般來說,在較宜操作溫度下,反應(yīng)速度取決于其中料速較小者。如加料配比Na:TiCl4>4(克分于)時,反應(yīng)速度取決于TiCl4的加科速度,生成物為NaCl和鈦螺絲;當Na:TiCl4<4(克分子)時,反應(yīng)速度取決于鈉的加料速度,生成物為NaCI和TiCl3、TiCl3、鈦。這時過程更為復雜。