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。     

熔盐中CaO浓度对O~(2-)放电过程的影响

为研究熔盐中CaO浓度对O~(2-)在石墨阳极放电过程的影响,以钛铁矿为电解阴极、石墨为阳极,以添加有摩尔百分数0～2%CaO的CaCl_2-NaCl熔盐为电解质,采用气相色谱法测试阳极气体成分。结果表明,当采用石墨为电解阳极时,阳极气体为CO和CO_2混合气。改变CaO的浓度对O~(2-)的放电路径影响显著,当CaO浓度为0～0.5%时,O~(2-)放电主要生成CO;当CaO浓度增加至1%时,O~(2-)放电主要生成CO_2;当继续增加CaO浓度至1.5%～2%时,O~(2-)放电主要生成CO。     

CaCl_2-NaCl熔盐对电解SiO_2制备Si纳米线的影响

采用熔盐电解法,以SiO_2粉末为阴极原料、等摩尔比的CaCl_2-NaCl混合熔盐为电解质、石墨棒为电解阳极,在700℃、1.8V槽电压下,经过5h电解后,制备得到数微米长、200nm宽的硅纳米线。讨论了电解质对阴极原料SiO_2的影响。在700℃的熔盐中浸泡2h后,原料物相并未改变,而微观形貌由最初的类球形颗粒转变成彼此相连的网状或泡沫状多孔体。SiO_2在电解过程中生成中间产物CaSiO_3,CaSiO_3进一步电解后,生成成了单质硅。     

CaCl2-NaCl熔盐电解MnO2-Fe2O3制备FeMn4合金粉末

提出了以MnO2-Fe2O3为原料经一步熔盐电解得到FeMn4粉末工艺,具有工艺流程短、低能耗、无环境污染等特点.采用850℃的NaCl-CaCl2混合熔盐体系,以烧结后的MnO2-Fe2O3片作为阴极,高密度石墨碳棒作阳极,在一定槽电压下进行电解.记录电解过程中电流变化,利用X射线衍射仪分析电解产物的成分,扫描电子显微镜观察电解产物形貌,激光粒度分析仪测定粉末的粒度.研究了不同的烧结温度、电解电压、电解时间、粒度对电脱氧反应的影响.结果表明,采用熔盐电解固体MnO2-Fe2O3直接制备出高纯度的立方体晶格FeMn4粉末(平均粒径D50为16.95 μm),其适宜工艺条件为:球磨3 h(平均粒径D50为6.454 μm),成形压力20 MPa,烧结温度800℃,烧结时间5 h,3.20 V的槽电压、850℃的CaCl2-NaCl熔盐中电解18 h.     

LiCl-KCl熔盐中电解还原钛铁矿的研究

在LiCl-KCl熔盐中,采用熔盐电解法还原钛铁矿,研究了电解时间、槽电压及电解温度对还原钛铁矿的影响,探讨了在熔盐中钛铁矿电解脱氧的机理。结果表明,钛铁矿还原优先生成铁,钛氧化物由高价到低价逐步还原,而未得到金属钛及其合金,说明在LiCl-KCl熔盐中,TiO的脱氧还原是钛铁矿熔盐电解生成金属钛及其合金的反应限制性步骤。     

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。     

稀土熔盐电解中电解槽温度分布测定

针对熔盐电解制备稀土中间合金过程中电解温度对合金组成的影响很大，通过不同阴极电流密度和电解电流条件对电解槽温度分布的测定，得到了氯化物熔盐电解制备富钇－镍稀土中间合金中电解槽熔体温度分布曲线，对指导生产具有一定的意义。     

LiF-ScF3-ScCl3体系熔盐电解制备铝镁钪合金

以氧化钪为原料、液态铝镁合金作阴极,在氟化锂-氟化钪-氯化钪(LiF-ScF3-ScCl3)体系中通过熔盐电解制备铝镁钪(Al-Mg-Sc)合金.针对LiF-ScF3-ScCl3体系,实验考查了温度、熔盐组成、电流强度和电解时间等因素的影响.结果表明,熔盐电解可制备出钪含量在2%～10%、镁含量0.2%的铝镁钪合金.采用XRD,SEM和电子能谱分析等方法对合金样品进行了表征,结果表明,合金金相分为两相,连续相为铝基,间断相为ScAl3.     

氧化镨熔盐电解过程预还原反应的研究

本文通过物料的差热-热重分析、高温反应实验以及产物的x射线衍射结构分析,研究了Pr6O11高温热稳定性、Pr6O11-PrF3和Pr6O11-PrF3-C的高温反应特性.在此基础上,探讨确定了Pr6O11在电解槽内熔盐中主要的预还原反应.     

Ti_2O_3与AlCl_3共沉积方法熔盐电解制备Ti-Al合金

在NaCl-KCl熔盐体系中,以AlCl_3作为氯化剂,通过液相反应将钛的氧化物氯化为TiCl_3。对比TiO、Ti_2O_3、TiO_2的氯化效果,并综合AlCl_3与TiO、Ti_2O_3、TiO_2反应热力学分析,较好的结果是Ti_2O_3氯化为TiCl_3。采用不同的电化学测试手段研究了Al(Ⅲ)与Ti(Ⅲ)在Mo电极上的合金化过程,采用共沉积法制备TiAl_2、TiAl_3合金。同时借助于XRD和SEM手段对合金进行了分析,说明通过熔盐电解可以直接制备Ti-Al合金。     

CaCl2-NaCl熔盐中槽电压对SiO2电还原影响机制研究

以SiO2为原料,采用熔盐电解法制备得到了纳米尺度的单质Si。研究了槽电压对SiO2电还原过程和单质Si微观结构的影响。在槽电压1.7~2.0V范围内,较高的槽电压有利于SiO2的电解还原,在1.8~2.0V槽电压下,SiO2能够被电解完全生成单质Si。当槽电压为1.8V时,电解产物Si的微观结构为40nm左右宽的纳米线;当槽电压为1.9V时,微观结构包括50nm左右宽纳米线和粒径100nm左右的纳米颗粒;当槽电压为2.0V时,微观结构为100~300nm的纳米颗粒堆积。     

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.     

Electrochemical Behavior of Dissolved Fe2O3 in Molten CaCl2-KF

The elctrochemical behavior of dissolved Fe2O3 in 82.5CaCl2-17.5KF(mole percent,%)was studied using cyclic voltammetry,chronoamperometry,and galvanostatic electrolysis at 827℃,and the deposits were characterized by XRD and SEM.Pure iron was deposited on a rotating cylinder(210 r/min)with a cell voltage less than-1.0 V.Deposition rate was controlled by diffusion on a molybdenum electrode.The diffusion coefficient of iron species Fe(Ⅲ)in the melt at 827℃was found to be 9.7×105cm2/s.     

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。     

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。