熔盐电脱氧含钛废渣制备金属钛

在CaCl2熔盐电解质中,以含钛废渣为阴极,碳棒为阳极,采用熔盐电脱氧法制备金属钛.结合循环伏安法与SEM-EDS、XRD等分析手段,考查电解时间、槽电压对电脱氧效果的影响,并分析杂质行为.研究结果表明:延长电解时间,产物氧含量明显降低;电解初期,脱氧反应较为剧烈,电流急剧下降;电解3.5 h时开始析出金属Ti,6 h...     

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。     

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。     

电解低钛铝制备A356合金动态断裂韧性研究

以工业纯铝、2种不同含钛量的电解低钛铝等为原料,在实验室条件下制备了3种不同钛含量的A356铝合金,对这3种合金在高速加载条件下的动态断裂韧性进行了测试研究.结果表明,在所试验的温度范围内,3种合金均表现为脆性断裂特征,动态断裂韧性随钛含量的增加而增加,特别是当钛质量分数在0.20%以上时表现得更为明显,合金的低温动态断裂韧性均优于室温动态断裂韧性,当温度达到95℃时,所有合金的动态断裂韧性达到峰值,当温度超过150℃时,动态断裂韧性均显著下降,并且不同合金的动态断裂韧性差别缩小,电解加钛方式和通过含钛中间合金加钛方式对合金的动态断裂韧性没有明显影响.     

不同加钛方式对ZL108合金磨损性能的影响

以电解低钛铝基合金、纯铝和Al-Ti中间合金等为原料,分别制备了电解加钛和熔配加钛ZL108合金,研究了不同加钛方式对ZL108合金磨损性能的影响.研究表明,加入微量的钛后,ZL108合金的耐磨性有所提高,而电解加钛ZL108合金的耐磨性优于熔配加钛ZL108合金.主要原因在于钛对组织的细化作用,而电解加钛合金的晶粒细小且分布均匀.     

氟化物熔体中电解共沉积硼化钛的阴极过程

采用循环伏安法首次研究了ＬｉＦ－ＮａＦ－Ｋ２ＴｉＦ６－ＫＢＦ４熔盐体系中钛离子和硼离子在铂、钼电极上电化学还原及电合成硼化钛的阴极过程机理。对恒电位电解的沉积物进行了Ｘ射线衍射分析。结果表明，当体系中硼钛摩尔比Ｂ／Ｔｉ大于２时，钛与硼可在同一电位下实现电解共沉积并反应生成硼化钛。     

电脱氧Nb2O5制取金属铌

以Nb2O5粉末烧结片为阴极,以石墨为阳极,在CaC12-NaCl熔盐电解质中对Nb2O5进行电脱氧,获得金属铌.对不同密度的Nb2O5粉末烧结阴极的制取以及烧结阴极密度对电脱氧Nb2O5的影响进行研究.结果表明,阴极片的烧结密度对Nb2O5在CaC12-NaCl熔盐中的电脱氧有着极其重要的影响,烧结密度越低,电解起始电流越大,并且在电脱氧过程中电流也越大;在相同电解时间内,阴极产物中残余氧化物化合价随阴极片密度的降低而降低;Nb2 O5粉末在8 MPa压力下成型,1 150℃下烧结8 h,所得的阴极片具有较好的电化学活性;在850℃下电解150 min,Nb2 O5可完全被还原;电脱氧反应速度会随电解时间的延长而逐渐减慢.实验结果表明,电脱氧是氧化物粉末颗粒与熔盐电解质接触、反应和电离的过程,Nb2O5的电脱氧过程是分步进行的,其中间产物是铌的一系列低价氧化物,即Nb5+→Nb4+→Nb2+→Nb.     

钛的电解一不织布磨削复合加工

分析了纯钛的磨削工艺，给出了用电解－不织布复合加工法对纯钛进行磨削的原理；并用正交试验与单因素试验相结合的方法，对降低钛工件表面粗糙度的工艺数进行了优化，克服用刚性磨削引起的各种表面质量问题提高了磨削效率。     

含钛复合矿选择性提取制备钛合金

采用固体透氧膜（solid oxygen-ion membrane,SOM）熔盐电解法,对含钛复合矿直接脱氧并选择性提取钛合金.经过X-射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）和能量分数X-射线（energy dispersive X ray, EDX）分析,结果表明：从含钛高炉渣中可以直接提取出Ti5Si3合金粉末,并可有效去除金属杂质Ca,Mg,Al;从钛铁矿中可以直接提取出TiFex合金.最后,对电解脱氧过程进行讨论分析.     

熔盐电解制备金属钛工艺研究进展

熔盐电解法制备钛是钛工业发展一直以来探索寻求突破的主要新工艺。近年来,熔盐电解工艺引起了国内外研究者的高度关注,笔者就当前金属钛制备主要电解工艺（FFC剑桥法、OS法和USTB法）的研究进展进行概述,重点对各工艺的过程、原理及特点进行对比分析。基于目前各工艺研究现状,对各工艺的优缺点进行了对比,并讨论了熔盐电解制钛工艺实现工业化面临的问题。     

钛精粉氧化过程中物相转变

采用热重分析和恒温实验法研究了攀枝花钛精粉氧化过程中相的存在形式及其转变规律.X射线衍射结果和微观形貌分析表明:温度低于500℃,钛精粉未发生氧化反应;600℃时产生Fe2Ti3O9和TiO2相,其和原相Fe2O3相衍射峰强度均随温度的升高而增强;900℃时,Fe2Ti3O9相完全转变为Fe2TiO5相,且随温度的升高,TiO2相和Fe2O3相衍射峰强度逐渐减弱;在整个氧化过程中存在四个化学反应,其与烧结作用相互关联,使得氧化产物表面形成较多孔隙,变得凹凸不平且疏松.     

攀枝花钛精矿冶炼钛渣中硫的影响

调查显示攀枝花钛精矿硫（S）含量高达1.55%。笔者对攀枝花钛精矿冶炼钛渣中硫的影响进行了研究,结果表明,攀枝花钛精矿冶炼钛渣副产半钢S含量较高、C含量较低,出铁温度升高70~150℃,吨渣冶炼电耗增加近20 kW·h。钛精矿预氧化—冶炼钛渣工艺可降低产品S含量,消除S对冶炼过程的影响,是高硫钛精矿冶炼钛渣的有效途径。     

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。     

船舶联合防污染系统的能效影响因素

为减少船舶联合防污染系统的电解电耗,通过实验研究电解电流和阴极电解液温度对电解电耗的影响.结果表明:槽电压随着电解电流增大而增大,但随着阴极电解液温度升高而降低;阴极电解液温度为60℃时,电解得到的氢氧化钠浓度最高,同时,电解过程的电流效率最高,电解电耗最小.     

电解加钛改进ZL108合金的断裂韧性

在生产工业纯铝的电解槽添加TiO2,直接电解得到含钛量低于0.3%的电解低钛铝合金,用它替代工业纯铝熔配含钛的ZL108合金,记作ZL108 Ti.分别熔配ZL108和ZL108 Ti两种合金,用金属模具浇铸三点弯曲试样,并采用相同的热处理和机加工工艺制备对比试验的试样.在MTS810型材料试验机上测量两种合金的平面应变断裂韧度,分别得到ZL108合金的KIC=(18.9±0.6)MPa·m1/2,ZL108 Ti的KIC=(20.0±0.5)MPa·m1/2.试验结果经t分布的显著性检验确认:电解加钛改进了ZL108合金的断裂韧性.金相分析进一步揭示了电解加钛细化晶粒,使ZL108合金增韧的微观机理.     

浓度差对电解直接制备碳酸锂过程的影响

研究了阳极液质量浓度为300g/L的条件下,阴极液的质量浓度分别为50,100,200,300,400g/L时,电解过程中阴极液pH和温度的不同变化以及不同Li₂CO₃产物的相组成和微观形态.实验结果表明:电解过程中的反应机理并不受浓度或浓度差的影响,但浓度差对反应进行的速率和限度存在较大影响;电解产物产量和电流效率随着浓度差减小或阴极液浓度升高而增大;电解得到的Li₂CO₃晶体为单斜晶系,浓度差使Li₂CO₃产品结晶程度升高,晶粒更细小.综合考虑,阴极液LiCl质量浓度为100g/L,即阳极液与阴极液质量浓度差为200g/L是较优的电解参数.     

利用钛渣制备液体硅钾肥的研究

利用钛渣中二氧化硅粒径小、多孔状结构、化学活性高的特性,在较低温度下与氢氧化钾反应制备液体硅钾肥,实现对钛渣的资源化利用。通过相关实验,研究氢氧化钾用量、反应温度、反应时间等因素对钛渣中二氧化硅反应率的影响,确定了最佳反应参数。结果表明,最佳工艺参数：钛渣∶氢氧化钾∶水=1∶0.7∶1.8,反应温度80℃,反应时间60 min,搅拌机转速80 r/min,钛渣中二氧化硅反应率可达84.31%,制得的液体硅钾肥指标为：K₂O含量15.89%、SiO₂含量22.35%。     

用钛钌阳极从氯化锰溶液电解二氧化锰的研究

为了研究在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰的新技术,运用恒流水溶液电解方法考察了电解温度、电流密度和电解液组成对二氧化锰电流效率、槽电压及产品质量的影响.试验结果表明,在电解温度75℃、电流密度100 A/m2、锰离子质量浓度50 g/L、盐酸质量浓度10 g/L的条件下,二氧化锰的电流效率达96%,槽电压为2.0 V,产品中二氧化锰的含量为92.32%,电解二氧化锰晶型为γ型.通过在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰,不仅产品质量能达到电池用电解二氧化锰标准,而且电解温度低(75℃),优于硫酸盐溶液体系(95℃).     

采用环境友好电解法制备过氧化氢

以IrO2.RuO2涂层钛电极(Ir-Ru/Ti)为阳极,将其与活性炭纤维布(ACFC)阴极一起构成电解池来制备过氧化氢,分析了不同电压、pH值和空气流量时过氧化氢的生成效率,比较了Ir-Ru/Ti电极和钛电极对制备性能的影响.实验结果表明:采用Ir-Ru/Ti涂层钛电极作为阳极可以有效地促进过氧化氢的生成,且过程稳定性比采用钛电极时有所提高;在酸性及中性条件下均可以有效地生成过氧化氢;提高空气流量有利于过氧化氢的生成;电解反应的电压对过氧化氢的生成有重要的影响,电压过高或者过低的均不利于过氧化氢的生成;当溶液为中性、不外加化学试剂、空气流量为80mL/min、工作电压为20V、电解反应90min时,所生成的过氧化氢浓度达8.18×10-4mol/L.     

添加剂对钛精矿固相碳热还原强化作用的比较

利用热重分析法研究了硅铁、硼砂、碳酸钠三种不同添加剂对钛精矿固相碳热还原行为的影响.对这三种添加剂的TG,DTG,DSC曲线进行分析,结果表明硅铁会使钛精矿在还原过程中的失重率减少;而碳酸钠和硼砂会使钛精矿在还原过程中的失重率增加.三种添加剂都可以使达到最大反应速率时的温度降低.碳酸钠和硼砂可以显著提高其最大反应速率,分别提高了013%/min和018%/min;硅铁使最大反应速率降低.其强化还原机理为硅铁为反应提供一定热量,提高了反应体系的温度;硼砂促进还原过程中反应物的传输;碳酸钠可以增强碳的气化反应.