熔盐中Ti~0与Ti~(3+)离子反应研究

在等摩尔比的NaCl-KCl熔盐中,采用海绵钛与TiCl_4进行等量反应,制备得到含低价钛离子的熔盐。通过计算得到钛离子的平均价态,添加计算量的TiCl_4和过量的海绵钛,得到Ti~(3+)离子与Ti~0的熔盐,并研究单质Ti与Ti~(3+)的离子反应,结果表明:该反应在0到210 min内为二级反应,对金属钛的熔盐电解制备钛粉的研究有着积极意义。     

熔盐电解中钛离子电化学沉积行为研究

对熔盐电解提钛工艺中钛离子的电化学沉积行为进行研究,首先通过调整TiCl_4和海绵钛的比例在NaClKCl熔盐中反应制备出不同电解质组分,然后在制备的电解质体系中研究钛离子的电化学沉积行为。低价钛电解质组分的XRD分析结果表明,在993 K的NaCl-KCl熔盐中,当TiCl_4与Ti摩尔比为1∶2时,反应产物主要为2价的TiCl_2,电解质形成NaCl-KCl-TiCl_2体系;当摩尔比为2∶1时,反应产物主要为2.57价的TiCl_2和K_3TiCl_6,电解质形成NaCl-KCl-TiCl_2-K_3TiCl_6体系。两种电解质体系的循环伏安研究结果表明,NaCl-KCl-TiCl_2体系中钛离子的还原历程为Ti~(2+)→Ti,主要受扩散影响,扩散系数为2.93×10~(-5)cm~2/s,而NaCl-KCl-TiCl_2-K_2TiCl_6体系中钛离子还原历程为Ti~(3+)→Ti~(2+)和Ti~(2+)→Ti两步。钛离子电化学沉积产物的SEM分析结果表明在NaCl-KCl-TiCl_2体系中,得到的钛粉产物呈现大颗粒的枝晶状,随着电流密度增大和钛离子浓度减小,钛粉产物颗粒逐步变细;而在NaCl-KCl-TiCl_2-K_2TiCl_6体系中获得产物为细颗粒的多孔状钛粉。     

低价钛离子电解质的制备与电化学行为研究

本文采用四价钛(Ti~(4+))与海绵钛反应的方法在摩尔比为1:1的NaCl-KCl空白盐中引入低价钛离子制备得到低价钛熔盐。并自制适合该熔盐体系的Ag/AgCl参比电极,采用循环伏安(CV)法对该熔盐体系的电化学行为进行了研究。研究结果表明,该低价钛盐在通电时低价钛离子依次发生Ti~(3+)+e→Ti~(2+)和Ti~(2+)+2e→Ti两个反应;且当Ti~(4+)加入量较少时,低价钛熔盐中Ti~(3+)浓度高于Ti~(2+)浓度,当加入的Ti~(4+)合适时,低价钛熔盐中的Ti~(3+)和Ti~(2+)浓度相当。     

LiCl-NaCl-KCl体系中钛与其低价氯化物之间的平衡

本文在450℃～650℃的温度范围内,在含有0.35～5.30％(重量％)可溶钛的LiCl-NaCl-KCl(摩尔比为47.5:15:37.5)熔体中,用Ag/AgCl玻璃隔膜参比电极测定了钛的平衡电位,由此算出了Ti、Ti~(2+)、Ti~(3+)间的平衡常数,φ~0Ti~(2+)/Ti,φ~0Ti~(3+)/Ti与温度的关系式,并由歧化反应的标准自由能,估算了Ti~(2+)开始歧化的温度。从获得的数据及小型电解试验情况论证了在四氯化钛电解中采用该组成的低熔点电解质的合理性。     

钛熔盐电解过程中TiCl_4溶入机理的研究

本文研究了采用简单篮筐和液面加料情况下TiCl_4在电解过程中的溶入机理。试验证明,气相TiCl_4经液面溶人阴极区电解液的主要反应为阴极电还原Ti~(3+)+e→Ti~(2+)和液面处的岐化反应Ti~(2+)+Ti~(4+)→2Ti~(3+)。用此机理解释了电流效率随电解规模的扩大而下降的原因。指明了加强对流传质是提高料速的可能途径。     

冰晶石熔体中钛离子的阴极过程研究

采用循环伏安法和计时电流法研究了冰晶石(Na_3AlF_6)熔体在1323K下Ti~(4+)在石墨电极和铝阴极的还原机理。结果表明：以TiO_2形式加入的Ti~(4+)在石墨电极上的还原是分两步进行的：Ti~(4+)+2e→Ti~(2+)及Ti~(2+)+2e→Ti,且电极反应可逆。而Ti~(4+)在铝阴极上的还原过程是一步还原的：Ti~(4+)+4e→Ti。电解质没有以中间价态存在的钛离子,其原因在于铝阴极具有较强的去极化作用。     

真空加热处理中TiFe合金的表面还原

用xps(X光电子能谱)和离子剥层法研究了TiFe合金在活化过程中的表面及亚表面成份、化学状态及其分布,发现:经350℃真空加热后,铁由氧化态Fe~(3+)/Fe~(2+)还原为金属态Fe°,而钛则由氧化态Ti~(5+)还原至一系列亚氧化态Ti<~(5+),这种铁的还原和钛的部分还原,是活化处理中互平行的表面过程,两者对TiFe合金的活化都起着重要作用。     

钛和钛白工业中低浓度氯气增浓途径的探讨

海绵钛生产是用金属镁还原精TiCl_4,得到海绵钛,副产品为MgCl_2.MgCl_2.电解产生金属镁,返回生产海绵钛,氯气送去氯化生产TiCl_4,镁钛联合企业称这种氯气叫循环氯气,一般比液氯的浓度低.氯化法钛白厂生产TiO_2是用精TiCl_4与O_2反应得到的,副产物氯气中还有O_2、N_2、CO_2等气体,通常称之为氧化尾气,也是要返回到氯化工序生产TiCl_4.这些浓度较低的     

钒钛高炉渣中低价钛(Ti~(2+),Ti~(3+))测定方法的研究

本文提出用盐酸(1:1)直接浸取除金属铁干扰并以三氯化钛滴定过量三价铁来测定低价钛的方法.此法由于消除了干扰,不需分离,而低价钛损失较少,所以其方法快速、简便,准碓性和重现性均较好,比以往的分析方法提高工效2～10倍。适应于攀钢高炉渣及含碳氮化钛低的高钛渣及熔分渣中低价钛(Ti~(2+),Ti~(3+)的分析。Ti~(2+)+Ti~(3+)的相对误差为±3.86％。     

硫酸铜催化代替氯化汞氧化重铬酸钾滴定法测定铁矿石中TFe

试样以硫磷混酸溶解后,加盐酸使铁转化为氯化铁,首先用SnCl_2预还原大部分Fe~(3+)为Fe~(2+),然后用TiCl。定量还原剩余的Fe~(3+)为Fe~(2+),以钨酸钠作指示剂还原终点,即当Fe3+定量还原为Fe~(2+)后,过量一滴TiCl_3溶液时,可使作为指示剂的钨酸钠中的六价钨(无色)还原成蓝色的五价钨化合物,故溶液呈显蓝色。过量的TiCl_3可在硫酸铜的催化下,借水中溶解氧及空气中的游离氧氧化使钨蓝色泽褪去,从而消除过量TiCl_3还原剂的影响。避免了国标法及经典法的无汞测铁分析方法用重铬酸钾氧化过量TiCl_3时易引入的误差。在硫磷混酸介质中,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准溶液滴定全铁量,取得了令人满意的结果。     

联合法生产海绵钛过程中氧含量的控制研究

分析了联合法生产海绵钛过程中氧杂质的来源,以及造成海绵钛中氧杂质含量高的主要原因。指出降低海绵钛产品中氧含量的关键在于降低精TiCl4中的TiOCl2含量,而采用铝粉除钒工艺可降低精TiCl4中TiOCl2的含量。此外,对粗TiCl4进行密封保护,并采用降温储存的方法(降低TiOCl2在TiCl4中的溶解度),可有效降低精TiCl4中的氧杂质含量,从而生产出氧杂质含量低的高品质海绵钛产品。     

酸性条件下TiCl4水溶液水解原位合成尖晶石Li4Ti5O12

以TiCl4和Li4Ti5O12为原料,通过控制TiCl4水溶液水解条件,让Li^＋离子嵌入Ti的水解产物中,原位合成了尖晶石Li4Ti5O12。通过对粉体进行XRD分析表明,水解条件对合成材料的组成和性能影响较大,控制适宜的水解条件可以获得理想的纯相Li4Ti5O12。经过800℃烧结后对合成的Li4Ti5O12粉体进行SEM表征表明,低浓度TiCI。水溶液更有利于合成高分散性的Li4Ti5O12粉体。     

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。     

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。     

联合法海绵钛生产中主要杂质分析及其控制

论述了联合法海绵钛生产中主要杂质(Fe,Si,Cl,C,N,O)的来源、分布及其对产品质量的影响,对比分析了国内外海绵钛产品质量存在差异的原因,从原料(TiCl4、镁锭、氩气)、设备(反应器)、操作工艺(加料制度、散热体系)等方面分析了减少杂质含量的控制措施。     

动态氧化条件下含钛高炉熔渣中钙钛矿析出与长大机理

动态氧化不仅有利于含钛高炉熔渣中钛组分富集于设计相(钙钛矿相),同时还会促进钙钛矿相析出与粗化,在自然重力作用下粗化的钙钛矿实现重力富集与沉降分离.本文运用玻璃形成动力学方程,对动态氧化条件下含钛熔渣中钙钛矿相形核速率和晶体生长速率进行分析和研究.结果表明,向熔渣鼓入氧气,低价钛逐渐氧化为四价钛,促进钙钛矿析出反应的进行,提高了钙钛矿晶体生长速率.继续通入氧气则氧化时间过长,熔渣中高熔点TiC和TiN固体颗粒基本消失,黏度降低,异相形核转化为均相形核,析出温度显著降低,析晶温度区间缩短,不利于钙钛矿晶粒粗化和长大.      

降低海绵钛钛坨上部杂质铁含量的探讨与实践

文章主要针对在镁法生产海绵钛的还原后期,因液体氯化镁和海绵钛的热导率低,影响还原散热,导致大盖底板温度偏高,通过对大盖底板强制散热,降低大盖底板温度,减少四氯化钛对大盖底板的化学腐蚀来达到降低海绵钛钛坨上部铁含量的目的.     

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。     

锐钛矿型TiO2纳米颗粒的水热法合成及其特性

以硫酸钛为钛源,浓氨水为沉淀剂,通过水热法水解合成TiO2.利用XRD、SEM和TEM对试样进行分析,结果表明:当硫酸钛溶液水解时不加入浓氨水,随着水解时间的延长,获得的锐钛矿型TiO2颗粒的粒径没有明显的变化;当硫酸钛溶液水解时加入浓氨水,合成锐钛矿型TiO2颗粒的粒径明显变小,在240℃、48.0h和pH =9.0...