从熔盐中电解制取金属钛

钛的生产成本高,使其应用受到了限制．如能从熔融盐中直接电解得到钛,就可减少成本．然而,从熔融盐中电解得到的固态钛很可能是树枝状晶,需要再经过真空电弧重熔．如果能得到液态钛,上述问题即可迎刃而解．但因钛的熔点高,高温活性大,保持其液态是非常困难的． ＥＳＲ（电渣熔炼）是钢的提纯工艺之一．在该工艺中,大电流通过电解槽时产生的热量将自耗电极熔化;电极周围温度可达２０００Ｋ．从自耗电极上得到的金属滴收集于金属熔池中,然后凝固在基板上．该工艺通常使用交流电,但也可用直流电．使用直流电,可以掌握电解效果．１…     

金属钛的制备原理及进展

金属钛具有优良的物理化学性质,在民用、军事等领域有着广泛的应用。本文总结了目前直接制备金属钛的几种方法,包括Kroll法、Hunter法、PRP法、OS法、FCC剑桥法、USTB法、固体透氧膜法以及EMR法。本文详细阐述了各方法的原理及研究进展,分析了各个方法的优缺点。     

熔盐电解法制备金属钛的研究

对不同重量的TiO2电极熔盐电解法制取金属钛进行了研究,分析了电解过程中的电流变化、物相组成和形貌特征.实验表明,电解前期,形成了中间产物CaTiO3,这也是主要的中间产物,随后形成的中间产物有Ti4O7、Ti3O5和Ti2O3等较高价钛氧化物,随着电解进行,它们逐步被还原为较低价的钛氧化物和纯钛.电解21h以上,产物为纯钛,氧含量为0.34％左右;延长电解时间到30 h后,电解得到的纯钛衍射峰值降低、峰也有所宽化,这可能是纯钛中固溶入一些杂质造成的,同时电解产物的晶粒显著增大.电解不彻底时,会有TiC中间产物保留在电解产物中.在TiO2的电化学还原过程中,氧的离子化机制和钙热还原机制同时存在.     

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。     

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。     

金属钛与熔盐的相互作用探讨

以钛坩埚为容器,在740～860℃下,研究了钛在各种熔盐中的溶解行为,与其它碱金属氯化物相比,钛在 LiCl 熔盐中有较高的溶解浓度,而钛在钾的卤化物熔盐中的溶解浓度随熔盐阴离子半径减小而增加。此外,还检测了两种组分熔盐中的溶解量。     

电解法制备高纯钛的研究

以海绵钛为可溶阳极,纯钛板为阴极,NaCl-KCl-TiClx混合熔盐作电解质,在900～980℃温度范围内进行熔盐电解,研究了加料温度、电解温度、可溶钛浓度以及阴极电流密度等因素对阴极产品杂质含量的影响。结果表明,在较高温度下加料并电解可获得杂质含量低的产品,通过控制可溶钛浓度和阴极电流密度可获得不同形貌和纯度的阴极产品。     

电化学还原法制备金属钛的反应历程研究

用电化学还原法从固体TiO2中提取金属钛是一种流程较短,成本较低的新工艺。通过改变电解时间,用SEM,EDS,XRD等方法分析电解产物的结构及组成变化来研究电化学还原法制备金属钛的反应历程及反应机制。XRD分析结果表明TiO2电化学还原过程是由高价氧化物向低价氧化物逐步进行的。在电解12 h的情况下,还原产物的变化情况如下:TiO2——Ti10O19+Ti4O7+CaTiO3(Magnéli相)——Ti3O5+Ti2O3+CaTiO3——TiO+CaTiO3——Ti+TiO——Ti。对阴极产物断面的SEM分析结果表明,随着电解时间的延长,电解产物的内层由致密变得疏松,并出现相互连通的多孔结构;颗粒不断长大,其外形趋于光滑;内外层结构逐渐均匀。电解12 h后,得到金属钛,氧含量是0.28%。反应过程中出现的CaTiO3是由熔盐中饱和的CaO与电极表面未还原的钛的氧化物反应形成的;在TiO2的电化学还原过程中,氧的离子化机制和钙热还原机制是同时存在的。     

钛电解精炼中阳极过程的研究

本文通过测定金属 Ti、Ti-6Al-4V 合金及氢化-脱氢处理后的 Ti-6Al-4V 合金三种不同阳极的极化曲线,分析了合金组分 Al、V 对金属钛极化行为和阴极产品粒度的影响,并探讨了钛及其合金中钛的溶解过程。     

钛醇盐水解制取高纯TiO2微粉的研究

介绍了钛醇盐的合成方法，在惰性溶剂中，以自制钛乙醇盐为的料，探讨了钛醇盐水解制取高纯ＴｉＯ２微粉的方法。研究了反应物浓度，温度，水量，搅拌速度，分散剂以及干燥，煅烧等对ＴｉＯ２粒子特性的影响规律，制备出纯度≥９９．５％，粒径〈１．０μｍ，近似球形的ＴｋＯ２微粉。用其做成ＰＴＣ电子元件，其电性能接近日本ＴＤＫ，同类产品的技术指标。     

人工髋关节用复合多孔钛股骨头制备方法的研究

本研究采用等离子旋转电极制取的Tc4钛合金球形粉末,涂覆在致密芯杆上,制成柄部表面多孔层厚度约2mm的复合多孔钛股头。本文着重研究了原始粉末粒度、烧结制度、基体表面粗糙度对复合多孔层的孔径、孔隙度以及多孔层与基体间结合强度的影响,同时还测定了复合多孔钛股头的机械性能。研究结果表明,材料的最大孔径主要取决于原始粉末粒度,并随粉末粒度的增大而线性增加。影响结合强度的主要因素是烧结制度、原始粉末粒度和基体表面粗糙度。其结合强度随烧结温度的提高、保温时间的延长、原始粉末粒度的下降和基体表面粗糙度的增加而增加。孔隙度仅取决于粉末的堆积状态。所获得的复合多孔钛股头的机械性能为σ_b=830~880 MPa,σ_0.2=810~840 MPa,σ=9.5~12.0%,ψ=26.0~33.0%。     

四钼酸铵制备过程中的相变研究

研究了四钼酸铵的相变过程 ,其中包括无定形四钼酸铵向 β相和α相四钼酸铵的转变过程。研究发现最大的相转变速率发生在常压中等温度 5 0～ 60℃ ,时间为 10～ 2 0h约束条件下 ,三种相结构的四钼酸铵晶体 ,即未知相、α相和 β相 ,各自都有其特定的X衍射谱图和热谱图 ;相变时不仅发生性能参数 ,如堆密度、粒度、体积膨胀等的显著变化 ,而且发生了相变热。本研究从微观和宏观方面证实三相间相转变的客观性和重要性。结果证明 ,无定形ATM向 β相ATM的完全转变需要专门的相变工序而不能用干燥工序来兼顾相变和干燥的双重目标     

粉末冶金法制备医用多孔钛的研究

本文以碳酸氢铵做造孔剂,采用粉末冶金法制备出多孔钛.研究了烧结温度对多孔钛显微形貌、显气孔率、抗压强度的影响.研究表明,提高烧结温度,有利于Ti晶体的发育,并提高制品的抗压强度.系统研究了碳酸氢铵加入量对多孔钛显气孔率的定量影响.在同一烧结温度下,随着造孔剂含量的增加,试样的显气孔率提高;添加相同含量的造孔剂,随着烧结温度的提高,试样的显气孔率降低.提出将坯体烧结过程中的收缩看作碳酸氢铵留下孔的收缩和钛粉收缩的观点,得出显气孔率的倒数和钛与碳酸氢铵质量分数成一次函数关系的结论.     

攀枝花钛资源状况及钛产业发展思路探悉

详细介绍了攀枝花及周边地区(云南)的钛资源分布和加工状况，对攀枝花地区(包括攀钢和地方企业)的钛工业(钛铁矿、钛渣、人造金红石、钛白、海绵钛等)生产和技术发展问题进行了探讨。     

焦油渣改质制燃料油的研究

着重介绍了焦油渣制燃料油的方法，并对其稳定性及燃烧性能进行了试验研究。     

磨细高钛高炉渣水化特性研究

采用X射线衍射、SEM、EMPA、DTA等手段,用对比分析的方法,研究了攀钢磨细高钛高炉渣矿物组成、水化活性、水化产物以及水化过程特征。研究结果表明,攀钢磨细高钛高炉渣水化活性指数仅为77．4％,而普通高炉渣为108％。从水化产物的类型看,高钛高炉渣、普通矿渣、纯水泥三种物质具有相同的水化产物,高钛高炉渣的水化产物数量结晶度明显低于普通高炉渣,从微观结构上说明了攀钢高炉渣水化活性低的原因。     

酸溶性钛渣酸解工艺研究

针对攀枝花钛铁矿冶炼钛渣的物化性质，对影响钛渣酸解率和钛液指标的各个因素进行了全面系统的实验室研究，并在年产2000t钛白生产线上进行了工业验证和优化试验，酸解率稳定在93％以上，三价钛控制在1－3g/L，钛液浓度较钛矿酸解提高了40－50g/L，其它钛液指标达到了后续水解工艺的要求。     

生命周期评价法在氯化法钛白粉生产过程中的运用

产品生命周期评价是对产品或服务系统整个生命周期中与产品或服务系统功能直接相关的环境影响、物质和能源的投入、产出进行汇集和测定的一套系统方法.本文运用该方法对攀枝花地区钒钛磁铁矿的开采、选矿、运输以及氯化法生产阶段进行了研究,定量地分析了整个生产过程中的资源、能源投入、环境排放及其环境影响, 分析和发现在资源投入、能源消耗等关键环节存在的主要环境问题.旨在为氯化钛白粉行业的技术改进、清洁生产以及区域规划提供基本的数据支持.     

化工铬渣冷固球团的制备及性能研究

利用化工铬渣制备用于还原解毒的冷固球团，研究铬渣粒度，粘结剂种类和数量、添加剂种类和数量对球团成球性能及球团强度的影响，提出了铬渣冷固球团制备的最佳配比。