CaCl_2熔盐直接电解还原钛铁矿的研究

在CaCl_2熔盐中,采用熔盐电解法还原钛铁矿。在槽电压分别为3.0V和3.1V、825～900℃时,研究了不同槽电压及电解温度对钛铁矿电解还原的影响,并对钛铁矿电解脱氧过程进行了讨论。结果表明,在电解过程中铁优先还原,反应区中铁含量高时易形成TiFe_2合金;槽电压对钛铁矿电解产物有重要影响;提高反应温度有利于促进铁钛的互扩散合金化过程。     

熔盐电解法制备高钛铁合金

采用电化学还原法,温度为900℃,在CaCl2熔盐中以烧结的TiO2与钛铁矿混合物(Ti:Fe=1:1原子比)为阴极,石墨棒为阳极,制备出了高钛铁合金.探讨了混合物烧结后的相组成变化及高钛铁合金的合金化历程.实验结果表明,混合物烧结后,TiO2由锐钛矿结构转变为金红石结构,钛铁矿转化为热力学稳定的Fe2TiO5.钛铁矿的晶体结构由烧结前的三方晶系经950℃以上烧结后,转变为斜方晶系的Fe2TiO5.制备出的高钛铁中铁钛含量分别为:77.19％和9.68％(质量分数).其合金化历程为:TiO2先生成CaTiO3,然后继续脱氧还原为金属钛;钛铁矿优先还原出金属铁,然后与生成的金属钛发生合金化反应生成钛铁合金.表明熔盐电解nO2与钛铁矿的混合物是一条制备高钛铁合金的新途径.优化电解条件提高电流效率可进一步提高电解速度,得到质量更高的高钛铁合金.     

熔盐电解制备钛锆合金及其反应过程研究

采用熔盐电解法由ZrO_2与TiO_2混合氧化物(Ti, Zr原子比为1∶ 1)一步制备出了TiZr合金, 并探讨了反应机制. 温度为900 ℃, CaCl_2熔盐中以烧结的ZrO_2与TiO_2混合氧化物为阴极,石墨棒为阳极, 3.1 V恒电压电解, 制备出了钛锆合金. 结果表明, 所得产物的组分与投料比例一致, 钛、锆为无限互溶的固溶体, 电解反应是由外向内进行的. 其合金化历程为: 部分ZrO_2先生成CaZrO_3, 然后继续脱氧还原为锆的低价氧化物直至还原为金属锆, 一旦有金属锆生成, TiO_2在金属锆上直接电解还原形成钛的低价氧化物, 直至生成金属钛后与锆形成固溶体; 其余ZrO_2, TiO_2先形成CaZr_mTi_nO_x, 然后直接脱氧还原为TiZr.     

CaCl_2-NaCl熔盐中CaO浓度对熔盐电解FeTiO_3的影响

采用熔盐电解法,在CaCl_2-NaCl混合熔盐中电解还原钛铁矿,制备出了多孔、粒径在10μm左右的Ti-Fe合金,探讨了CaO加入量对电解还原钛铁矿的影响。结果表明,熔盐中添加摩尔分数0~1.0%的CaO促进钛铁矿还原并生成,加快了电解过程;当CaO浓度增加到1.5%后,抑制了CaTiO_3的还原。     

熔盐电解制备钛及钛合金研究进展

熔盐直接电解钛氧化物制备金属钛及其合金的机理至今仍是研究热点,目前主要存在两种解释：一是阴极氧化物得到电子,氧离子化后进入溶液,进而在阳极以气体的形态放出,而钛留在阴极;另外,熔盐中的Ca^2＋在阴极得到电子后生成金属钙,金属钙进一步还原钛氧化物得到金属钛。本文主要就近年来围绕两种机理展开的研究进行归纳总结,并在文献和实验的基础上通过能斯特方程计算推导钒钛磁铁矿直接熔盐电解制备钛合金的可行性,为实现经济、简洁的钛合金生产提供借鉴。     

熔盐电解直接制备钛铬合金的研究

在熔融CaCl2体系中,以二氧化钛和氧化铬的混合物为阴极,石墨为阳极,在电解温度900℃,槽电压2.8 V条件下进行电解,研究了熔盐电解金属氧化物直接制备钛铬合金的可行性。采用SEM,EDS,XRD等方法对电解还原产物进行了分析,结果表明,二氧化钛和氧化铬的混合物被还原为TiCr2合金,组成符合设计配比。混合氧化物的还原经历了优先生成金属Cr到形成TiCr2的合金化历程。     

CaO-CaCl_2-NaCl熔盐电解高钛渣/C制备TiC/SiC纳米复合粉体

在CaO-CaCl_2-NaCl熔盐中,以高钛渣和石墨粉混合物料为阴极,石墨棒为阳极,电解制备出了TiC/SiC纳米级复合粉体。研究了电解时间、槽电压等参数对阴极电解产物的影响。实验结果表明,高钛渣中的钛氧化物在直接电解还原过程中生成了CaTiO_3,Ti_2O_3,TiO等中间产物,CaTiO_3的后续电解还原是该过程的控速环节。探讨了CaO在CaCl_2-NaCl熔盐中的含量对高钛渣电脱氧过程的影响。结果表明,当熔盐中CaO含量小于1%(摩尔分数,下同)时,添加少量的CaO,可促进CaTiO_3的还原;当CaO含量大于2%时,过多的CaO则不利于CaTiO_3的进一步电解还原,说明CaO的加入对CaTiO_3的电脱氧影响显著。分析了高钛渣中Ca,Mg,Al等氧化物的去向。实验结果表明,在高槽压下Ca,Mg,Al氧化物均能被电解还原成相应金属,经过HCl浸出后,上述金属杂质可以除去。研究表明,采用CaCl_2-NaCl熔盐中CaO加入量为1%、电解温度为900℃、槽电压3.2 V,电解时间为6 h的高钛渣被完全还原,经HCl浸出后所得产物TiC/SiC复合粉体为纳米级材料,粉体粒径分布均匀,平均值约为50 nm。     

NaCl-KCl熔盐中TiB2阳极溶解和电化学还原行为研究

金属钛清洁提取是近年来的研究热点.提出了以TiB2为可溶性阳极,电解提取金属钛新方法.利用线性扫描、循环伏安和方波伏安等电化学测试技术,分析了TiB2在NaCl-KCl熔盐中的阳极溶解和电化学还原过程.结果表明,TiB2阳极可发生电化学溶解,其中钛被氧化为Ti3+进入熔盐中,而硼则被氧化为B单质.Ti3+迁移至阴极,发生两步电化学还原反应生成金属钛,即:Ti3++e-→Ti2+和Ti2++2e-→Ti.B单质则形成阳极泥,同时少量硼被反应器内残存的少量氧氧化为B2O3,随氩气挥发.电解结束后,在阴极表面得到均匀金属钛层.研究结果表明:TiB2是一种在NaCl-KCl熔盐中有希望的可溶性阳极,有望稳定地制备金属钛.     

熔盐电解直接制备钛镍合金的研究

研究了利用熔盐电解法从金属氧化物中直接电解制备钛镍合金的可行性。在熔融CaCl2体系中,以二氧化钛和氧化镍的混合物为阴极,石墨为阳极,在电解温度900～1000℃,槽电压2.6～3.1V条件下进行电解,采用SEM,EDS,XRD等方法对电解还原产物进行了分析,结果表明二氧化钛和氧化镍被电解还原为钛镍合金,组成符合设计配比,并且沿直径方向合金成分均匀。     

钛提取冶金研究新进展

概述了金属钛提取的方法,对钒钛磁铁矿和高炉渣的综合利用研究进行了综述,介绍了钒钛磁铁矿直接还原技术,指出钒钛磁铁矿高温还原和熔盐电解是今后钛提取冶金的发展方向.     

熔盐电解法制备铝钙合金中的反电动势

研究了在CaCl2-CaF2纯钙盐体系中下沉式铝液槽结构熔盐电解法生产Al-Ca合金新工艺,采用连续脉冲-示波器法测定电解过程的反电动势,研究了在实验室条件下电解温度、电流密度、电解时问和极距对熔盐电解法制取铝钙合金的反电动势的影响.用熔盐电解法并采用铝阴极生产Al-Ca合金比对掺法更加节省电能,降低了Al-Ca合金的生产成本,是一种有经济价值的生产方法,有很好的发展前景.     

熔盐电解法制备高纯铟

以还原ITO废料得到的铟锡合金为原料,氯化铟和氯化锌的混合盐为电解质,采用熔盐电解法经过两次电解,可以制备出纯度达到4N5的高纯铟,相对于湿法电解工艺,产率提高至少2倍,且工艺过程不产生废水。     

水分对金属锂电解电解效率影响及其机理探究

在LiCl-KCl体系中653~693 K电解制备金属锂,分别研究了在氩气、空气、氧气以及氮气气氛下改变水蒸气含量对金属锂电解电流效率的影响。结果表明,在氧气和水蒸气共同作用下会对金属锂电解产生不利影响。对反应过程进行了热力学计算并分析不同条件下水分对电解的影响机理。     

金属锂在LiCl-KCl熔盐体系中的溶解过程

利用等温饱和法研究了温度对金属锂在LiCl-KCl熔盐体系中溶解度的影响。采用W电极,利用电流反向计时电位法和方波电流法研究了电流密度、LiCl含量对金属锂在熔盐中溶解速率的影响,并研究了极化对金属锂溶解速率的影响。结果表明,金属锂在LiCl-KCl中的溶解度随温度的升高而增大,在熔盐中的溶解反应为吸热反应,金属锂的溶解速率不受电流密度的影响,随LiCl含量的增加先增大后减小,溶解速率受熔盐体系黏度的影响较大。极化对金属锂溶解没有影响,锂的溶解没有电化学特性。     

An in-situ Raman spectroscopic study on potential-pO~(2-) phase diagram of lanthanum in LiCl-KCl eutectic melt

The oxidative reaction between lanthanum trichloride and oxide ion was studied in the molten LiCl-KCl eutectic at 773 K by in-situ Raman spectroscopy using an yttria-stabilized zirconia electrode in conjunction with electrochemical methods.The formation of lanthanum oxychloride,LaOCl(s),was confirmed by studying the vibrational properties of crystalline LaOCl and X-ray diffraction analysis.The solubility product of LaOCl in the LiCl-KCl molten eutectic at 773 K is found to be pK_(sp)(LaOCl)=7.569±0.100,by combining the results of Raman spectroscopy and potentiometric titration with the addition of barium oxide.The use of Raman spectroscopic quantitation of dissolved lanthanum ions in the system allows faster and more accurate determination of the stable phase of lanthanum as well as the solubility product of LaOCl compared with that measured by potentiometric titration only.Based on experimentally obtained pK_(sp) and standard equilibrium potentials,the potentialpO~(2-) phase diagram of lanthanum in the molten LiCl-KCl eutectic was reported.     

SrCl2-KCl-SrF2体系中熔盐电解法制备铝锶合金

以SrCl2为原料,在70%SrCl2-29%KCl-1%SrF2体系中电解生产Al-Sr合金。考察了电解温度、电流密度和电解时间等条件对电流效率和合金锶含量的影响。通过控制工艺条件,可以生产锶含量在0～10%的Al-Sr合金,其物相主要为Al与Al4Sr。     

稀土电解废熔盐的综合利用研究

主要研究了从氟化体系熔盐电解过程产生的废熔盐回收合格熔盐和氧化稀土的工艺条件；采用本工艺得到的熔盐可直接返回电解生产线使用，制取的氧化稀土质量都达到国家标准，稀土总收率达90．09％。     

氟化物体系熔盐电解制备YNi合金

以Y₂O₃为电解原料, 以金属镍棒为自耗阴极、石墨板为阳极, 在常规的石墨电解槽中采用氟化物体系熔盐电解法制备了YNi合金。研究了电解时间、电解温度、电解质组成、阴极电流密度等主要技术参数对电解过程的影响, 并对所制备的钇镍合金进行了表征。结果表明, 熔盐电解制备钇镍合金的较优工艺条件为: 电解温度1 000 ℃, 电解质YF₃与LiF质量比为85:15, 阴极电流密度为10.0 A/cm2, 正常电解时电流效率约为72.8%;制备的钇镍合金中Y含量为52.6%, 由YNi₂相和YNi相组成, 杂质含量低, 满足稀土储氢合金对原料的使用要求。本文的研究为钇镍合金的规模化生产提供了切实可行的途径。      

Electrochemical behaviour of erbium and preparation of Mg-Li-Er alloys by codeposition

The electrodeposition of erbium on molybdenum electrodes and the formation of Mg-Li-Er alloys were investigated in LiCl-KCl molten salts. At a molybdenum electrode, the electroreduction of Er (III) proceeded in a one-step process involving three electrons. The diffu-sion coefficient of erbium ions in the melts was determined by cyclic voltammetry, chronopotentiometry and chronoamperometry respectively. Cyclic voltammograms (CVs) showed that the underpotential deposition (UPD) of lithium on pre-deposited Mg-Er alloy led to the formation of a Mg-Li-Er alloy. X-ray diffraction (XRD) indicated that Er5Mg24 phase was formed via potentiostatic electrolysis. Scanning electron microscopy (SEM) showed that Er atoms mainly concentrated at the grain boundaries while Mg element evenly located in the alloy.