CaCl2熔盐电解钛精矿制备TiFe合金

在CaCl2熔盐中,以通Ar气保护条件下经过熔融后再凝固的钛精矿作为阴极,进行电解制备钛铁合金,探讨电解过程中TiFe合金的形成机制。在电解电压为3.1V,电解温度900℃时,研究了电解时间对电解产物的影响。研究结果表明,实验室条件下,可以通过熔盐电解钛精矿的方法制备成分均匀的TiFe合金。钛精矿在电解过程中经历了优先生成Fe,然后逐步形成TiFe的合金化历程,中间产物包括CaTiO3、TiO2、Ti2O3、TiO、Fe、TiFe2,Ti的还原是分多步完成的。     

熔盐氯化主要影响因素及控制方法

TiCl4是海绵钛、钛白粉等钛工业的中间原料,其制备方法主要有沸腾氯化和熔盐氯化。由于国内钛原料大多属于贫矿（WCaO＋MgO〉5%）,应用于沸腾氯化非常困难,熔盐氯化对原料的要求不那么苛刻,因此熔盐氯化工艺对开发国内钛原料具有重要的意义。虽然熔盐氯化工艺在国内已有20年的应用历史,但其工艺控制在近5年才取得重大突破。本文结合实际生产经验,讨论了熔盐氯化工艺控制的主要难点,总结出熔盐氯化工艺取得的最新进展,提出了稳定生产的一般方法。     

加压浸出生产金红石及熔盐电解制备海绵钛新工艺探索

总结了人造金红石和海绵钛生产现状及存在的主要问题，讨论了制约钛生产的关键，对加压浸出制备人造金红石进行了试验研究，得到了纯度大于96%的人造金红石，并开展了熔盐电解制备海绵钛的试验研究。     

含钛渣短流程直接制备钛及其合金

利用固体透氧膜(SOM)法直接由含钛渣还原制备金属钛及其合金。将粉态含钛渣压片制成阴极,以YSZ管内碳粉饱和的铜液为阳极,以1100℃电解温度、3.5V槽电压在CaCl2熔盐中电解,研究成型压力及电解时间对电解产物的影响,分析电解过程中的杂质行为。结果表明,随电解时间的延长,电解产物中的钛、铁含量不断增大,产物颗粒形貌趋于匀细疏松;对于铁钛渣,电解6h可获得钛铁合金;对于高钛渣,成型压力为3MPa时,电解4h可除去氧,电解6h可获得纯金属钛;较小成型压力下的多孔阴极有利于杂质元素的去除。     

熔盐电脱氧法制备金属及合金的研究进展

介绍了熔盐电脱氧法在制备金属及合金方面的研究情况,简要说明了影响该电解过程的工艺条件、影响电解效率的一般规律及该电解过程的电脱氧机理.指出了近年来在该方法的基础上发展起来的几种制备金属及合金的方法.     

四氯化钛熔盐电解法制取金属钛提高电流效率的研究

本文通过对四氯化钛熔盐电解机理的分析,找出四氯化钛对熔盐的溶解过程是电解的限制性环节。要强化电解过程必需加强四氯化钛蒸汽与熔盐界面处的还原能力。根据这一原理设计出一种新的篮筐式阴极,可以把四氯化钛熔盐电解法制取金属钛的电流效率提高到73.5％,金属钛的回收率为93.3％,电解所得产品合格率为96％。     

真空条件下电解TiO2制备海绵钛中TiO2电极制备及工艺参数确定

制备了熔盐电解TiO2制备海绵钛过程中所需的TiO2电极,实验结果表明:在电极制备过程中,各组分质量比量分别为TiO2(锐钛型):聚乙烯醇:H2O=100:5～8:8～10,成型过程中压力控制范围为10～15MPa,烧结温度在900～1300℃之间,烧结时间为4～16h。对TiO2电极质量测试结果表明,按上述工艺制备的电极完全能够满足电解过程的需要。     

硫酸根对钛结晶的影响

采用蓝筐阴极进行四氯化钛熔盐电解制取海绵钛,要在电解中生成粗大、致密的钛结晶。影响钛结晶的因素很多,如电流密度、温度、气氛、加料速度、低价钛浓度、添加剂以及电解质中的杂质等。在研究钛的电解精炼     

熔盐电解TiO2制备海绵钛过程中电解温度的确定

制备了熔盐电解TiO2制备海绵钛所需的TiO2电极,并对电解过程中电解温度进行了研究.在SX2-1700℃箱式电阻炉内测定了TiO2电极导电性能随温度的变化关系,在数字式真空电解炉内测定了电解过程中温度随电流的变化关系,并从热力学的角度对电解过程中的转变温度进行了理论分析.研究表明:TiO2电极的质量和制备工艺对电解产物的质量有直接影响,电解过程中的电流效率、电流密度主要由TiO2电极的导电性能所决定,电解过程的最佳温度应该控制在850～950℃之间.     

TiO2和Fe2O3直接电解还原制备TiFe合金

在CaCl2熔盐中,直接从TiO2和Fe2O3的混合阴极电解还原制备了TiFe合金.在1173 K和3.1 V电解条件下,电解10 h后可制得含氧量(质量分数)为0.43%的TiFe.电解过程可以大致分为两个阶段:反应初期铁优先于钛还原出来,钛元素则以CaTiO3的形式存在;随着电解的进行,电极的外层首先被还原为TiFe,同时电极出现分层现象,外层为疏松的TiFe相,内层则较为致密,主要由Fe和CaTiO3组成.由电解制备的TiFe无须活化,经电化学性能测试,放电容量为33 mA.h.g-1,优于传统方法制备的TiFe合金.     

熔盐电脱氧工艺条件的研究

熔盐电脱氧的基本工艺过程包括：球磨、压制、烧结、电解、清洗、干燥、测试。工艺条件的选择影响电解产物,选择合适的工艺条件有利于提高电解速度以及电解效率。并指出阴极片厚度、密度、孔隙率和金属氧化物得粒度、CaCl2熔盐中CaO的含量等均能影响电流效率。     

熔盐中用电解方法沉积碳薄膜

开发了一种新的、从熔盐中获得活性碳原子以制备碳薄膜的电解沉积方法,并在镍衬底上合成了碳薄膜．发现了碳酸盐离子的浓度是获得碳薄膜的一个重要因素,采用脉冲电解和适当减少碳酸盐离子浓度有利于获得活性碳原子、加速沉积涂层和提高涂层质量．在不同的衬底上的试验结果显示,适当的试验条件下碳膜能够在镍、铜、铁和钛衬底上用电解沉积方法获得．     

Direct electrochemical reduction of titanium dioxide to titanium in molten calcium chloride

Many reactive metals are difficult to prepare in pure form without complicated and expensive procedures. Although titanium has many desirable properties (it is light, strong and corrosion-resistant), its use has been restricted because of its high processing cost. In the current pyrometallurgical process--the Kroll process--the titanium minerals rutile and ilmenite are carbochlorinated to remove oxygen, iron and other impurities, producing a TiCl4 vapour. This is then reduced to titanium metal by magnesium metal; the by-product MgCl2 is removed by vacuum distillation. The prediction that this process would be replaced by an electrochemical route has not been fulfilled; attempts involving the electro-deposition of titanium from ionic solutions have been hampered by difficulties in eliminating the redox cycling of multivalent titanium ions and in handling very reactive dendritic products. Here we report an electrochemical method for the direct reduction of solid TiO2, in which the oxygen is ionized, dissolved in a molten salt and discharged at the anode, leaving pure titanium at the cathode. The simplicity and rapidity of this process compared to conventional routes should result in reduced production costs and the approach should be applicable to a wide range of metal oxides.     

“零夹杂”超级纯净钢精炼理论与工艺探讨

通过热力学计算，分析“零夹杂”超级纯净钢精炼过程中防止氧化物夹杂析出的工艺条件和在真空精炼过程中氧化物夹杂被碳还原气化的热力学条件，以及钢液中氮化钛析出的热力学条件。指出在真空条件下钢液中氧化物 夹杂被还原气的反应受反应动力学条件的限制，同时提出“零夹杂”超级纯净钢精炼工艺的要点。     

熔盐辅助煅烧法制备纳米MgO

以无水硫酸镁、氨水和月桂酸钠作为原材料,采用醇水体系一步法制备了表面修饰纳米 Mg(OH)₂,经熔盐LiNO₃辅助煅烧制备纳米MgO。用XRD和FT-IR表征前驱物Mg(OH)₂的结构及形貌,通过TG-DTA确定煅烧温度,用XRD和TEM对纳米MgO的结构和形貌进行表征。讨论了氨水浓度、氨水用量、煅烧温度、煅烧时间和熔盐添加量对纳米MgO颗粒尺寸和硬团聚程度的影响。初步认为纳米MgO是通过成核、长大过程形成的。通过调控煅烧时间、煅烧温度、熔盐比例,可以将MgO平均粒径有效控制在20～100nm范围。     

基于COMSOL软件的稀土电解过程数值模拟

利用硫酸铜电解工艺冷模稀土熔盐电解工艺过程,实验测定了电解过程的电场分布;并用COMSOL软件电场模型模拟该工艺的电场分布;同时将实验和模拟所得到的结果进行对比,发现模拟结果与实验相符,证明该软件能很好地模拟实际电解过程。应用该电场模型对稀土电解槽内电场进行模拟,发现模拟结果与电解槽实际运行工况测试结果相符;进而为稀土电解过程中运用COMSOL软件进行数值模拟,提供了正确性依据,为稀土电解槽的优化与改进提供理论参考。     

在钛阴极上电还原草酸制乙醛酸的电解工艺

本文报道在钛阴极上草酸还原制乙醛酸的电解工艺.测试结果表明:增加电解液中H~ 浓度,有助于乙醛酸的生成,主要表现为电能效率的提高;电解过程具有一适当电解周期;求得的乙醛酸理论分解电压E_d接近为一常数(-1.00v)。同时也探讨了乙醛酸分离的可行性。     

大型铁酸镍基金属陶瓷惰性电极电解腐蚀研究

采用热压法制备了D150mm×20mm的铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极,进行100A规模电解试验·在900℃下,通以100A电流,进行了24h的电解实验,在整个过程中槽电压比较稳定,表现出良好的导电性能·对电解后阳极试样进行电子显微分析,发现电解质对阳极的腐蚀主要有两个过程:首先是AlxOyF(2y+z-3x)-z离子在阳极放电,生成的氧与阳极中的金属发生氧化反应,产生的金属氧化物溶解在电解质熔盐中;其次阳极反应生成的AlF3沉积在阳极中的空隙中·研究认为阳极腐蚀层的热膨胀系数与阳极基体不同,而引起在阳极冷却过程中表面起层、剥离的现象·初步折算的阳极腐蚀速率为18mm/a·     

熔盐电解法连续生产铝锂中间合金

在LiCl-LiF体系的电解槽中,以石墨作为阳极,铝液作为阴极,分别以LiCl和Li2CO3为原料连续电解生产铝锂中间合金,采用熔盐电解监控仪测量电解过程中的工艺参数,重点研究了反电动势、电流效率及合金浓度的变化.结果表明,反电动势随电流密度增加而逐渐增大;加入质量分数2%的Li2CO3可使反电动势降低0.8 V,通过控制电位法测得加料周期为30~40 min;电解LiCl的电流效率高于电解Li2CO3,最高电流效率可达66.1%;最终在680℃,300 A电流条件下,连续电解48 h,出炉10次,共制得了平均锂质量分数为6.73%的铝锂合金16 kg.     

钛与碳在金属铝液中反应动力学模型

利用反应动力学和扩散理论，建立钛与碳在金属铝液中反应动力学模型，提出了Ｔｉ与Ｃ在铝液中的反应机理，即：Ｔｉ原子以铝液为传质媒介，向碳颗粒表面扩散，与Ｃ逐层反应并生成ＴｉＣ，ＴｉＣ颗粒在铝液的对流作用下，不断地向铝液中分散，讨论了铝液的温度、各元素的浓度以及生成ＴｉＣ的体积分数对其反应速度的影响规律。