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.     

真空碳热还原-酸浸含钛高炉渣制备TiC

中国超过50％钛资源在高炉冶炼过程中进入炉渣,渣中TiO2的质量分数高达20％～30％,是一种高附加值二次资源,但在对该资源综合利用过程中,始终未能解决经济提取、硅钛难分,二次污染严重等问题.在热力学理论指导下进行真空碳热还原-酸浸联合工艺处理含钛高炉渣制备TiC研究.研究表明,碳热还原温度越高或相同温度下真空度越高越有利于炉渣中各成分还原;随着真空度增加碳热还原温度要求降低;当温度达到1 573K,真空度为1 Pa,可将SiO2还原得到具有高蒸气压的SiO、MgO被还原为Mg蒸气而离开体系,可实现渣中硅镁与钛彻底分离;真空碳热还原含钛高炉渣制备TiC的最佳条件:还原温度1673 K,炉渣粒度75μm占80％,渣碳质量比100∶38.     

真空碳热预还原-盐酸浸出钛精矿制备人造金红石的研究

本文以钛精矿为原料进行真空碳热预还原-盐酸浸出实验，并分析真空碳热还原温度对金属失重率、金属化率、炉内压强以及Fe、Si和Mg挥发情况的影响，以及研究盐酸浸出中不同固液比、盐酸浓度、酸浸时间对人造金红石品位的影响，从而得到真空碳热预还原-盐酸浸出钛精矿制备人造金红石方法的最佳反应条件。试验结果表明，随着还原温度升高，金属化率和失重率逐渐增加，Fe、Si和Mg的挥发率逐渐增大，还原温度选择1 500℃为宜；盐酸浸出最佳条件为盐酸浓度15%、固液比1∶5、酸浸时间20 min、搅拌速度120 r/min。真空碳热预还原可使钛精矿的杂质含量降低，使杂质铁还原形成细小的球状颗粒，使其比表面积大大增加，从而降低酸解的反应温度、压强和反应时间，在常压条件下采用盐酸浸出方法即可以快速还原得到高品位的人造金红石。     

海绵钛生产过程的能耗分析及新技术的提出

对传统的镁热还原法和TiCl4熔盐电解法生产海绵钛工艺流程中的能源分配及消耗情况进行了总结分析，重点提出了一种在熔融CaCl2体系中直接电解还原TiO2制取海绵钛的低能耗，无污染绿色新工艺。     

CaCl2体系中电解还原TiO2制取钛的研究

在熔融CaCl2体系中，进行了直接电解还原TiO2制取钛的实验，结果表明：在电解温度850℃，槽电压3．0V下电解数小时可以得到钛。电子探针和X衍射分析表明：采用3种不同的TiO2加料工艺的电解阴极产物含钛量分别达到了94．646％，80．632％和99．784％，得到的阴极产物呈海绵状或颗粒状。     

TiO2直接还原法提取金属钛研究进展

介绍了二氧化钛直接还原法提取金属钛的各种工艺,包括:剑桥大学发明的FFC工艺、Ono和Suzuki提出的OS(钙热还原)工艺、Park等将EMR(电子中介反应)和MSE(融盐电解)的概念结合起来用于TiO2的金属热还原以及Okabe等提出的PRP(预制还原)工艺.并在此基础上对比分析了这些新工艺各自的特点,综述了国内有关直接还原法提取金属钛的研究进展,指出二氧化钛直接还原法提取金属钛工艺最有希望取代传统的Kroll法.     

二氧化钛直接还原制取金属钛的工艺进展

镁热还原法（Kroll法）是实现工业化的海绵钛生产方法, 由于此法工艺流程长, 过程复杂而使得钛的生产成本居高不下, 严重影响了钛的应用, 因此有必要开发新的钛制取方法. 近年来由二氧化钛直接还原制取金属钛的工艺引起了研究者的广泛兴趣, 尤其是剑桥大学发明的FFC工艺在国际上掀起了新的钛还原工艺研究热潮, 随后Ono 和Suzuki提出了OS（钙热还原）工艺;Park等将EMR（电子中介反应）和MSE（融盐电解）的概念结合起来用于TiO2的金属热还原;Okabe等提出了PRP（预制还原）工艺. 介绍这几种二氧化钛直接还原的新工艺并对比分析了各自特点和发展趋势, 指出FFC工艺最有希望取代传统的Kroll法.     

钛的低成本电化学生产

最近 ,英国剑桥大学开发了一种低成本电化学生产钛的方法 ,可将金红石型的 Ti O2颗粒 ,在 95 0℃的熔盐中 ,几个小时内直接还原成多孔金属钛。钛颗粒尺寸约 12μm,有轻微烧结。相比之下 ,Kroll工艺是将 Ti O2 和碳在 5 0 0℃的氯气中反应 ,制取 Ti Cl4,然后再在真空中用镁将 Ti Cl4还原成海绵钛 ,整个工艺一次可生产 4t,要 1周时间。该电化学方法是在钛坩埚中 ,以熔融的Ca Cl2 作电解液、石墨作阳极电解生产钛。Ti O2 颗粒中的氧在石墨电极上与碳结合生成 CO2 。据报道 ,用该工艺 ,钛的成本可降低40 %。该工艺生产周期短 ,产品适于粉…     

以金红石为原料研制65％—75％的高钛铁

采用铝热法,以金红石为原料研制65％－75％的高钛铁,取得了最佳工艺技术条件和较好的指标,高钛铁含钛达73．77％,钛的回收率达78．83％,实践证明,采用金红石铝热法生产高钛铁在技术上最完全可行的。     

镁工业发展的现状及前景

1987年资本主义国家和发展中国家镁生产厂家的产量约为25.9万吨,其中64.1％是采用电解方法生产的,35.9％是采用硅热还原法生产的。国外大部分镁都是采用电解方法生产的,但采用硅热还原方法的产量也在不断增加。硅热还原法同电解法相比具有投资较低,不易污染环境,其产量稳定和易于投产等特点。最近几年,镁产量增加既要靠增加现有设备的负荷,也要靠新工厂投产。如果镁的     

微粒嵌布难选金红石矿煤基深度还原热力学

岩矿型金红石矿作为一种典型的含钛资源,其具有矿物粒度极细,矿物成分复杂,矿相结构相互嵌布的特点。金红石矿中TiO_2常与铁氧化物和脉石伴生共存,从而导致铁、钛和硅的分离很难通过传统的加工方法实现。为将TiO_2与矿物中其他组分有效分离,提出了煤基深度还原法处理金红石矿。首先基于FactSage热力学软件计算确定煤基深度还原金红石矿的可行性,其次通过分析平衡产物组成,揭示配碳比n_C/n_O(还原用煤粉中固定碳与铁氧化物中氧的物质的量比)、KOH和K_2CO_3添加量对铁和钛回收率的影响。结果表明:随n_C/n_O的升高,铁收得率随之升高,n_C/n_O为1.2时达到峰值97.97%,添加K_2CO_3或KOH均对金红石原矿中的钛铁分离有促进作用。为保证TiO_2的高效回收,优化工艺参数为焙烧温度1 200℃,配碳比1.2,K_2CO_3添加量为20%或KOH添加量为15%(质量分数)。     

常温下钛电解析出的探究

正日本京都大学的宇田哲也教授探究了在常温下(低于100℃)钛的电解析出。由于钛电解析出的电位很低,因此在水溶液中,钛不能被电解析出,一般要在卤化物的熔融盐中才能进行钛的电解析出。但这些熔融盐温度都比较高,如Na Cl-KCl等摩尔混合盐在658℃熔融,Li Cl-KCl共晶盐的熔点为352℃,Li Cl-26%Cs Cl-17%KCl(摩尔分数)的熔点为260℃;Li I-Cs I共晶盐的熔点为     

微波制备晶种诱导水解生产金红石钛白工艺研究

采用微波制备晶种诱导低浓度钛液水解,实现了160 g/L低浓度钛液的水解,对硫酸法钛白生产具有良好的节能效应。通过对偏钛酸进行TG与SEM分析,确定了偏钛酸煅烧的工艺参数。研究结果表明,微波制备晶种诱导水解工艺制备的偏钛酸具有高的转晶活性,可在不添加煅烧晶种的情况下850℃煅烧30 min即可完全转变为金红石晶型,晶种可进行长时间储存,容易实现工业化。研究了盐处理及煅烧参数对二氧化钛颜料性能的影响,结果表明,提高磷含量有利于提高金红石干粉白度,过低的钾含量会造成粒子烧结从而大幅降低金红石干粉白度。优化的盐处理参数,K_2O 0.55%、P_2O_50.1%条件下以900℃煅烧90 min,可获得白度高、形貌较好、粒径均一(200~350 nm)的金红石二氧化钛。     

金属钛制备工艺研究进展

本文介绍了热还原法制备金属钛的工艺,包括Kroll法、镁还原低价卤化物、PRP法及Hunter法及电解法,包括电解TiCl4法、FFC剑桥工艺、EMR／MSE等,分析了各种方法的机理及特点。并且认为以TiCl4为原料制备钛工艺降低成本的空间很小;如能生产出低成本的TiCl4,钛成本高的问题将很快得以解决;从熔盐中直接电解TiO2制备金属钛,是低成本金属钛制备新工艺的发展方向。     

钛制取工艺研究进展

系统地总结了目前国内外金属钛的制取方法,按照提取工艺和含钛原料的不同,将提取钛的方法分为热还原法和熔盐电解法。热还原法包括以TiCl4为原料的Kroll法、Hunter法、Armstrong法及EMR法,以TiO2为原料的OS法、PRP工艺和MHR法以及以钛酸盐为原料的热还原法,所采用的还原剂主要是液态或气态的活泼金属镁、钙、钠及其氢化物等。熔盐电解法包括TiCl4熔盐电解法,钛酸盐熔盐电解法以及以TiO2,TiO·mTiC或钛渣为原料的熔盐电解法,如FFC剑桥法、MER工艺、USTB法、QIT工艺、SOM法及离子液体电解法等;熔盐电解法所采用的电解质主要有NaCl,KCl,CaCl2以及这几种盐的混合物等。目前钛的工业化生产只有Kroll法和Hunter法,其他的热还原法由于产品不能满足要求且不能实现连续化等原因尚处于实验室研发阶段。FFC剑桥法直接以TiO2为原料进行熔盐电解获得金属钛,省去了TiCl4的生产步骤,缩短了提取钛的工艺流程,降低了能耗和成本,已成功开展了千克级的扩大化实验;离子液体电解法将二氧化钛的熔盐电解温度从近千度的高温降低至近室温,但因其较低的还原率和电流效率,该方法还有待进一步研究。因此,熔盐电解法将可能成为未来钛制取的发展方向而取代热还原法并由高温向低温方向发展。     

钛的连续还原工艺研究

日本三菱金属中央研究所的佐藤一祐副主任研究员等最近对镁热还原法生产金属钛的连续还原工艺进行了新的研究。 鉴于过去众多的连续还原工艺方案都存在着还原生成物钛以固体形式排出的问题,该项研究则从开拓出一条在1000℃以下的低温下将钛熔体化而排出反应器外的新途径这一立场出发,对钛的连续还原工艺进行了新的探索。     

攀枝花钛精矿中CaO赋存状态及对人造金红石品质的影响

采用XRD、扫描电镜对攀枝花钛精矿、攀枝花钛精矿制备人造金红石进行深度剖析,得出CaO在攀枝花钛精矿中主要与SiO2、MgO、FeO、TiO2等物质固溶于钛铁矿伴生相硅酸盐中。在生产人造金红石工艺中通过高温强氧化还原改性,盐酸浸出等方法均不能有效打破其结构,导致CaO在人造金红石产品中富集,影响产品质量。提出通过深度解粒,调整钛精矿选别工艺参数,可有效降低钛精矿中CaO含量,生产出高品质的人造金红石。也可通过高梯度磁选处理富钛料去除CaO杂质元素,生产满足国际大型沸腾氯化炉需要的人造金红石产品。     

钛铁矿(FeTiO_3)和金红石(TiO_2)的碳热还原

钛铁矿和金红石的碳热还原 ,对于用Ｂｅｃｈｅｒ法生产人造金红石和碳化钛、氮化钛 ,在工业生产上具有重要意义。而价态不同的混合钛氧化物对于生产催化剂、生物涂层、耐磨表面、导电陶瓷以及电极材料 ,越来越重要。因此 ,需要探索大规模生产混合钛氧化物的低成本工艺流程。澳大利亚的研究人员应用稳态和动态热技术以及Ｘ射线衍射法研究了钛铁矿的碳热还原机理和热过程对钛铁矿、金红石碳热还原至混合价态钛氧化物和碳化钛的影响。对钛铁矿系统 ,用酸浸工艺评价了铁、钛的分离。试验用的金红石是颜料生产厂提供的 ,ＴｉＯ2 含量大于 99%,粒…     

海绵钛生产过程中的镁氯循环

镁热还原法生产海绵钛过程中的镁氯循环是降低海绵钛生产能耗和成本的重要措施。它包括还原加液体镁、还原放出的熔体氯化镁加入镁电解槽、电解的氯气直接送入钛渣氯化炉、蒸馏的冷凝物返回还原使用等内容。本文叙述了实现上述内容所采用的试验方法.并介绍了工业生产试验或试生产所使用的设备、操作及能达到的一些经济技术指标。     

钛的粉末冶金

钛及其合金以其独特的性能已在航空航天领域、汽车制造业、化学工业、核技术和军事技术、仪器制造、医学界等领域得到广泛的应用．钦粉可用于加工各种材料,据一项调查资料表明,美国仅航空用钛纷就占对％以上;其它资料也表明,采用粉末冶金方法生产的钛部件占60％一80％,钦铸件半成品占20％～25％．1钛粉的生产生产钛粉可采用不同的方法,如金用热还原法、熔融电解法、气体雾化法和机械破碎法等．1．1全属热还原法将加入钙份的TD。g于还原炉内进行热还原,还原过程是：这种方法的缺点是,生产的钛份合有一定的杂质（质量分数）,如N：o…