用氯化锌及碱金属氯化物熔盐电积锌

美国矿务局研究了一个熔盐电解生产锌的方法。本文包括了对 ZnCl_2及碱金属氯化物多元系的详细研究,并在大型内加热的电解槽中对锌的电积生产进行了探索。测定了 ZnCl_2—NaCl—KCl、ZnCl_2—NaCl—LiCl 及 ZnCl_2—KCl—LiCl 各电解质系的组成对槽稳定性、电流效率、     

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。     

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。     

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。     

CaCl_2-CaF_2熔盐的CaO溶解度及吸水性能研究

采用不同真空脱水工艺制备了CaCl_2-CaF_2熔盐,对CaO在熔盐中的溶解度和熔盐吸水性能进行了研究。结果表明,随着熔盐脱水温度的升高、脱水时间的增加,熔盐中H_2O、CaO的含量逐渐降低,且表现出相同的变化趋势;熔盐中CaO的溶解度随着熔盐温度、溶解时间的增加逐渐增加,CaO在不同脱水工艺制备的熔盐中的溶解度有所差异,随着熔盐中H_2O含量的增加,CaO的溶解度逐渐降低;不同脱水工艺制备的熔盐表现出不同的吸水性能,熔盐中H_2O含量越低,吸水性能越强。     

微波合成钛铝氮材料的研究

采用Ti、Al和Ti N粉为原料,通过微波反应技术制备Ti_2AlN。研究了在有无熔盐的作用下产物的相组成与显微形貌。结果表明:在氩气保护1100℃无熔盐作用下进行微波热处理,产物的主相为TiN、Al_3Ti和Al_2O_3,产物中存在大量的细颗粒状、片状、晶须状的Al_2O_3。在1100℃有熔盐作用下微波热处理,可得到Ti_2AlN为主相的产物,这些Ti_2AlN平均晶粒尺寸约为0.6μm;此外,也有少量的TiN生成。由此可知,在原料体系中加入盐类(NaCl和KCl),可以抑制原料被氧化,显著促进Ti_2AlN的形成。     

NaCl-KCl-NaF熔盐体系初晶温度与成分配比关系的研究

采用差热分析法测定不同配比NaCl-KCl-NaF熔盐体系的初晶温度,利用混料设计中的对称—单纯形设计法,经回归分析,建立了该体系初晶温度与各组分含量之间具有高度显著性的回归方程。结果表明,当NaCl、KCl和NaF摩尔分数分别为0.45、0.45、0.10时,该体系的初晶温度最低。     

KCl-NaCl-MgCl2熔盐体系的脱水及吸水性能试验研究

研究了采用氩气保护干燥脱水法制备MgCl_2质量分数分别为5%、10%、20%的KCl-NaCl-MgCl_2熔盐体系,考察了脱水温度和脱水时间对熔盐体系中H_2O质量分数的影响,熔盐体系的吸水性能,熔盐体系黏度与脱水温度之间的关系。结果表明:熔盐体系中,H_2O和MgO质量分数都较低,脱水效果较好;氯化镁水解程度较低;熔盐吸水性随MgCl_2质量分数增加显著提高;熔盐体系黏度随脱水温度升高而逐渐降低,具有良好的高温流动性。     

熔盐电解制取铅钙合金的研究

用熔盐电解的方法电解CaCl_2—KCl及PbCl_2—CaCl_2—KCl体系,研制Pb—Ca合金,应用数学模型寻求适宜于CaCl_2—KCl熔盐电解的工艺制度。     

难熔金属含氧酸盐短流程熔盐电解制备金属单质及合金的研究进展

难熔金属在高精尖领域的应用越来越广泛,但其储量低且多存在于多金属伴生矿中,提取困难.目前熔盐电解制备金属及合金的工艺大多是以金属氧化物或氯化物为原料,氧化物在熔盐中溶解度小,还原动力学差;氯化物虽然溶解度较好,但其制备过程复杂,腐蚀性强,污染环境.本文提出以难熔金属含氧酸盐作为原料采用熔盐电解短流程制备金属的新过程,根...     

几种钼酸铵相组成的研究

采用电镜X—射线衍射分析及差热、热重等测试手段,结合化学分析的结果,研究了三种不同厂家的钼酸铵的形貌及相组成,以便研究钼酸铵作为原料在加热还原制取钼产品过程中的物理化学性质的变化。     

用于熔盐电解的碳酸铈的冶金基础特性研究

采用差热-热重分析法研究了碳酸铈的热分解特性,确定了碳酸铈在Ar气和CO/CO2气氛中的热分解产物;考察了碱式碳酸铈在室温和大气下的稳定性,研究了碱式碳酸铈与氟化铈的高温反应.在此基础上,提出碱式碳酸铈取代氧化铈用作熔盐电解原料,可以一定程度上抑制氧化铈的预还原反应,减少石墨材料消耗;同时探讨了碱式碳酸铈合理的加料方法.     

不同制备工艺对金属钛粉微观性质及应用的影响研究

金属钛粉末在增材制造等新型成形方法中得到越来越广泛的应用,目前主要通过熔盐电解法和气体雾化法来制取。借助X射线衍射技术(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)、热重-差热分析法(TGA-DSC)等检测方法,从物相结构、晶胞参数、微观形貌、表面状态、热稳定性等方面,对采用熔盐电解和气体雾化2种不同工艺制取的金属钛粉的性质和应用进行全面对比分析。结果表明,电解钛粉微观形貌不规则,同一性差,适合作为粉末冶金原料和热还原剂;气雾化钛粉微观形貌为均匀球状,表面不易吸附气体杂质,比表面积为3.69 m~2/g,更适宜作为增材制造的原材料。     

用贫锰矿作原料以熔盐电解法生产金属锰

寻求贫锰矿——氧化锰矿和碳酸锰矿的有效处理方法是一项急待解决的问题。在研究熔盐电解法制取一些金属的过程中,对以贫锰矿作原料采用熔盐电解法生产电解锰的工艺方法进行了研究。其方法是:贫锰矿先行还原熔炼制取“粗阳极”,然后再在熔盐中电解精炼该熔炼产物。一、“粗阳极”的制取试验研究时采用了恰图拉产地的四种锰矿原料:四级碳酸锰矿(KP)该矿的浮选精矿     

红土镍矿干燥、焙烧工艺条件的选择

阐述以印尼红土矿为原料,分别采用热减重法、差热分析法研究时间、温度对干燥和焙烧过程红土矿脱水效果的影响,并用XRD分析验证干燥、焙烧的效果。结果表明：选取干燥温度为650℃,干燥时间40min,焙烧温度800℃,焙烧时间80min,红土矿中的游离水和结晶水均能彻底脱除。     

NaCl-KCl-NaF—SiO2熔盐体系表面张力的研究

采用拉筒法研究了温度及组分对KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系表面张力的影响。结果表明：熔盐体系的表面张力与温度具有良好的线性关系,在740～900℃范围内,随着温度的升高体系的表面张力降低;KCl逐步代替NaF时体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着KCl含量的增加又逐渐增大;用NaCl逐步代替NaF时,体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着NaCl含量的增加又逐渐增大;NaCl与KCl的摩尔比为1时,随着NaF含量的增加,体系的表面张力逐渐增大。     

以Li_2CO_3为原料制备金属锂过程的电化学还原机制

953 K下,在Li Cl-Li F-Li_2CO_3纯锂盐体系中,采用电化学手段(循环伏安法,计时电流法)研究了熔盐电解碳酸锂制备金属锂的电极过程,重点分析了锂的还原机制和碳酸根离子的放电行为。研究表明,金属锂在钨电极上的还原是锂离子一步得电子的可逆反应过程,在氯气析出峰前的氧化峰为碳酸锂在电场作用下分解为二氧化碳和氧化锂,氧化锂中的氧离子放电生成氧气所致,电场的作用促进了碳酸锂的分解。计时电流表明锂离子的沉积速率受扩散控制,经计算锂离子在熔盐中扩散系数为1.35×10~(-8)cm~2·s~(-1),成核过程是半球形三维瞬时成核。碳酸锂的加入比传统的以Li Cl为原料熔盐电解法制备金属锂或者合金实际分解电压低0.5 V,从而降低了电解过程电压,较少了能源消耗;使用碳酸锂作原料熔盐电解法制备金属锂不仅减少了环境污染还降低了锂的生产成本。     

NaCl-KCl-NaF-SiO2熔盐体系表面张力的研究

采用拉筒法研究了温度及组分对KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系表面张力的影响。结果表明:熔盐体系的表面张力与温度具有良好的线性关系,在740～900℃范围内,随着温度的升高体系的表面张力降低;KCl逐步代替NaF时体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着KCl含量的增加又逐渐增大;用NaCl逐步代替NaF时,体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着NaCl含量的增加又逐渐增大;NaCl与KCl的摩尔比为1时,随着NaF含量的增加,体系的表面张力逐渐增大。     

KCl—NaCl熔盐体系中电镀钛的基础研究（二）

应用计时电流法研究了 KCl—NaCl 熔盐体系中低价钛离子在铂电极和低碳钢电极上的电结晶形核动力学规律。结果表明,低价钛离子在铂电极和低碳钢电极上电沉积析出时均存在形核和长大过程,形核过程为瞬时形核,随后的长大过程受扩散控制。     

新型稀土变色珠光颜料的研究

本文以NdCl3·6H2O和Na2SO4为原料,采用熔盐法合成了钕系变色珠光颜料.对熔盐合成过程中的熔盐种类、熔盐用量、烧成温度、保温时间等因素进行了研究,并用SEM、XRD、EDAX等检测手段对钕系变色珠光颜料的形貌、物相和成分进行了表征,确定了合成变色珠光颜料的最佳工艺参数.结果表明,这种变色珠光颜料具有良好的耐酸、耐碱性和变色效果.