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。     

电解法制备高纯铁的工艺研究

研究了以净化后的高纯硫酸亚铁溶液为电解液,以钛板为阴极,钛涂钌材料为阳极,以电解法制备高纯铁.考察了电解液初始pH、溶液初始Fe2+质量浓度、电解温度、电流密度等因素对阴极产品的影响.结果表明:在电解液初始pH为3～4、Fe2+质量浓度为90～100 g/L、电解液温度80℃左右、阴极电流密度15～15.5A/dm2条件下,电流效率较高,可以获得表面质量较好的高纯铁产品.     

电解精炼制取合格钛粉的研究

本文探讨了废钛熔盐电解精炼制取粉末冶金使用的合格钛粉的可能性及最佳工艺条件。研究结果表明,电解精炼方法制粉的难点在于钛粉含氧量随粒度减小而增高,致使大量细粉含氧量出格。细粉的含氧量与夹盐率及夹盐中可溶钛浓度有关。当可溶钛浓度约3％、夹盐率不超过60％时,-28目～+80目钛粉在粒度和含氧量方面都能满足粉末冶金的要求。通过正交实验找出了在该粒度范围内影响钛粉收得率的因素依次为熔盐种类、阴极电流密度、阳极电流密度和可溶钛浓度。文中对上述诸因素分别进行了讨论并确定了相应的最佳工艺条件。据此,在80A电解槽的扩大实验中,获得-28目～+80目粒度范围钛粉的收得率达到74％,质量超过一级海绵钛的水平。该研究结果提供了工业制取廉价合格钛粉的途径。     

高电流密度下悬浮电解制备电解二氧化锰工艺的研究

采用150 A·m-2的高电流密度,电解周期为10 d. 在此电流密度下如采用常规电解会造成电流效率降低和电解产品中γ-MnO2含量降低,阳极如果采用纯钛板, 还会造成阳极的严重钝化.故本实验阳极采用北京有色金属研究总院生产的钛基钛锰涂层阳极, 阴极采用紫铜板,主要通过改变悬浮颗粒加入量来研究悬浮颗粒的加入对于电解工艺的影响.通过实验表明在高电流密度下,无悬浮体或悬浮体含量较低的电解体系,电解效率较低,当悬浮颗粒含量达到或超过0.075 g·L-1时, 电解效率在98%以上.X射线衍射表明 随着悬浮颗粒加入量的增大, 电解产品中γ-MnO2含量不断增加.     

熔盐电解法制备高纯钛的质量控制及工业化研究

在熔盐电解法制备高纯钛的工业化生产过程中,分析了熔盐电解及电子束熔炼过程杂质的去除规律,并对工业化生产过程中熔盐成分配比、熔盐钛离子浓度及硫酸盐等因素对产品质量的影响进行了探讨。结果表明,熔盐成分配比对阴极钛颗粒形貌影响显著;熔盐钛离子浓度低于1%时,不利于工业化连续生产;熔盐电解质中硫酸根离子会加剧阴极钛副反应的发生,造成阴极钛杂质含量尤其是氧含量明显增加。     

熔盐电解精炼铪的研究

研究了NaCl-KCl-K2HfF6体系下,以海绵铪和还原铪粉作可溶性阳极,不锈钢为阴极,熔盐电解精炼铪的工艺条件。采用X射线衍射物相分析(XRD)对不同方法制备的铪氟酸钾进行了分析,采用示差扫描量热法(DSC)测量了NaCl-KCl-K2HfF6熔盐体系的熔点,采用扫描电镜(SEM)对该熔盐体系下电解精炼得到的铪粉进行了观察,并采用激光衍射散射式粒度分布测定仪测定了铪粉的粒度分布。结果表明氟硅酸钾烧结法制备的铪氟酸钾纯度高,无有害杂质。最佳工艺条件为:熔盐组成为K2HfF620%(质量分数),NaCl∶KCl为1∶1(摩尔比);电解温度750℃;阳极料为海绵铪和还原铪粉时,电流密度分别为1.2和0.5 A·cm-2。在此条件下得到的铪粉精炼效果良好,产品主要杂质总含量降低至0.07%以下。阴极电流密度较低时,电解得到的铪粉形貌是粗大的块状颗粒,粒度分布在80～150μm之间。增大电流密度,铪粉粒度减小,并出现类似树枝状形貌。进一步增大电流,出现细小的不规则颗粒,粒度分布在40～90μm。增加电解时间可以提高杂质元素与铪之间的分离效果。     

熔盐电解法制备硼粉的研究

研究了在KCl-KBF4体系和KCl-KBF4-B2O3体系中熔盐电解法制备硼粉的工艺条件。对KCl-KBF4体系采用正交试验法研究了熔盐配比、温度、阴极电流密度和电解时间对硼粉纯度及电流效率的影响,得到的最佳实验条件为:KCl∶KBF4为5∶1,温度750℃,阴极电流密度1.5A.cm-2,电解时间3h。该条件下能得到纯度95%以上的球形非晶态硼粉,电流效率可达到80%以上。KCl-KBF4-B2O3体系熔盐电解得到超细球形硼粉,但电流效率低,产品难以收集,杂质含量较高。     

NaCl-Na_2WO_4-WO_3系熔盐电解法制备超细钨粉的研究

在NaCl Na2 WO4 WO3熔盐体系中 ,对熔盐电解法电解氧化钨制取高纯超细钨粉进行了实验研究。在该电解质体系中 ,在电解温度为 780℃、阴极电流密度为 32 0mA/cm2 的条件下 ,可以制得平均粒度为 0 96 1μm的超细钨粉。在低电流密度时 ,阴极的电解反应为W6 在阴极放电 ,三氧化钨直接还原得到钨粉 ;而在高电流密度时 ,阴极电解反应分为两步 ,首先是Na 在阴极放电 ,生成金属钠 ,然后是金属钠还原三氧化钨得到钨粉。另外 ,还对电解槽温度、阴极电流密度和电解质中WO3的浓度对电流效率的影响进行了测定与研究     

NaCl—Na2WO4—WO3系熔盐电解法制备超细钨粉的研究

在NaCl-Na2WO4-WO3熔盐体系中,对熔盐电解法电解氧化钨制取高纯超细钨粉进行了实验研究。在该电解质体系中,在电解温度为780℃、阴极电流密度为320mA/cm^2的条件下,可以制得平均粒度为0．961μm的超细钨粉。在低电流密度时,阴极的电解反应为W^6 在阴极放电,三氧化钨直接还原得到钨粉;而在高电流密度时,阴极电解反应分为两步,首先是Na^ 在阴极放电,生成金属钠,然后是金属钠还原三氧化钨得到钨粉。另外,还对电解槽温度、阴极电流密度和电解质中WO3的浓度对电流效率的影响进行了测定与研究。     

钛卤盐热裂解过程中影响纯钛沉积速率的主要因素分析

结合实验情况对通过基底材料的电流密度、原料中杂质行为、高价卤化物的生成以及卤化物的蒸汽压等影响钛沉积速率的主要因素进行了系统分析。以自制的卤化剂和粗钛为原料,采用特殊的工艺设备,首先使粗钛与卤化剂反应制得钛卤盐,然后控制反应条件,使该钛卤盐在适宜条件下发生热裂解制备高纯钛。结果发现:控制适宜的电流密度和操作温度,可使钛卤盐保持较高的蒸汽压与转移速度,并且可以抑制杂质碘化物的转移分解,从而使得纯钛有较为满意的沉积速率和纯度。     

日本钛工业现状与钛生产技术的进步

钛产品具有质轻、强度高、耐热性好等优异性能。文中对钛的用途和日本钛生产企业的技术现状进行了详细介绍，目前主要的原料钛生产厂有石原产业、东邦钛和住友钛公司。金属钛产品的主要生产厂有神户制钢、住友金属和新日铁公司。     

国外钛粉生产技术

本文概况介绍了钛粉的用途和国外生产企业或研究机构开发的各种钛粉生产方法,并归纳了每种方法各自的特点,以期对今后的研究方向和重点有所帮助。如果能够开发出更简单、成本更低的方法必将极大的促进钛粉生产行业的发展。     

2003年中国钛工业发展报告

全面综述了2003年中国钛工业发展现状，从产业结构、市场竞争力以及经济环境等方面分析了钛工业经济运行状况，指出了当前钛工业发展的几个突出问题并重点介绍了2家钛企业。     

依靠市场促进我国钛工业持续发展

钛工业是高新技术产业，钛及钛合金是对国防事业、尖端科学技术和民用工业发展具有战略意义、不可缺少的稀有金属材料。钛应用量的多少，是一个国家的军事实力和国民经济综合实力强弱的重要标志。简要回顾我国钛工业发展历程，探讨以市场为导向，推动钛应用和开发新应用对钛工业持续发展的重要性。     

日本金属钛制备工艺技术研究进展

综述了日本近年来在海绵钛制备、钛金属新型提取方法、钛屑回收提纯等工艺技术研究现状。重点介绍了日本大阪钛技术公司与东邦钛业公司在原料结构调整、海绵钛单炉产能提升、原料(TiCl_4与Mg)纯度及海绵钛质量提升等方面的生产技术进步;目前日本使用TiO_2含量为90%~92%的钛原料比例已达30%,海绵钛单炉产能达13 t,已建立Kroll法稳定生产制备纯度为99.999%(5N9)的高纯金属钛生产工艺。为降低金属钛生产成本,日本近年来还开发了钙热还原法(OS法)、电子中介反应与融盐电解法(EMR/MSE法)、预制还原法(PRP法)等新型钛金属提取方法,分析其工艺流程及技术特点的同时,对日本废钛屑回收利用制备TiCl_4、采用MgCl_2熔盐电解钛屑脱氧净化等新工艺进行了评述。虽然理论与试验均证明了各种新方法的工艺可行性,但若要使其替代现用Kroll法生产工艺,仍需在简化生成设备、提升生产效率、提升产品纯度等方面进一步开展研究。     

国内外钛白及海绵钛主要原料产业现状及我国发展重点

综述了国内外钛白、海绵钛所需的钛情矿、钛渣、金红石原料产业的产能、产量及生产技术。分析了我国钛白、海绵钛生产所需原料的供需状况以及产业存在的主要问题,同时指出我国钛原料产业今后发展的重点是：提升钛精矿和酸溶性钛渣的产能;加速沸腾氯化法用人造金红石和UGS的工业化生产;钛矿采选及富钛料生产应向大型化、自动化方向发展,提高矿物的综合利用,减少环境污染;结合我国钛矿资源实际,加快大型密闭电炉冶炼钛渣及钛精矿和酸溶性钛渣处理技术的研究,使我国丰富的钛资源得到充分利用。     

再析直流-空心电极电炉熔炼钛渣的特性

以对照原有钛渣工艺为切入点，从直流一空心电极电炉熔炼所产生的熔池流动特性可以抑制碳热还原过程的碳(氮)化钛生成，和能够气化除杂等几个方面做了简要论述。并着重指出，这些熔炼特性对提高我国钛渣生产技术水平的重要意义。     

钛冶金工业中的三个高端产品

简要叙述了钛冶金工业中三个高端产品海绵钛、高钛铁和纳米二氧化钛的发展概况。同时,提出了开发这些产品的三点看法：①金属钛市场是一个波动的市场,海绵钛生产规模的扩大应该逐步实现;②钛矿直接还原法或许是生产高钛铁的一种更合理的方法;③气相法制造纳米二氧化钛的方法可能是实现其规模化生产更有效的方法。     

钛冶金的进展和发展方向探讨

论述了我国钛冶金的进展、存在的问题和同世界先进水平相比之下的差距。针对我国加入WTO所面临的形势 ,探讨了促进钛工业的发展应采取的措施。其中包括 :加强钛资源的勘探 ,实现钛原料 (钛矿、人造金红石 ,高钛渣 )的规模化生产 ,保持钛白生产高水平持续发展 ,重点发展金属钛生产 ,加强管理和研究新技术大幅度降低钛制品生产成本 ,促进金属钛更广泛应用。     

我国钛渣产业现状和展望

简要介绍了我国钛渣的生产能力、供需状况以及钛渣企业的生产工艺与技术装备情况,分析了我国钛渣生产存在的主要问题。指出,我国钛渣生产存在技术与装备落后、规模化生产企业少而分散,产品质量与实际市场应用脱节等突出问题。未来国内钛渣行业发展的首要任务是为国内氯化法钛白提供合格的富钛料;工艺技术发展方面是针对国内的钛资源实际情况对钛渣进行升级;钛渣电炉装备的大型化、生产企业的规模化以及能源综合利用也将是未来钛渣行业发展的必然趋势。