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鈦及鈦合金的提取方法

http://www.elbaloto.com 時(shí)間：2019/4/19 10:32:30 來源：上海有色網(wǎng) 點(diǎn)擊次數(shù):441

    鈦及鈦合金具有密度小耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)異功能。世界鈦工業(yè)正閱歷著以航空航天為首要商場的單一方式，向冶金、動(dòng)力、交通、化工、生物醫(yī)藥等民用范疇為要點(diǎn)開展的多元方式過渡�，F(xiàn)在世界上能進(jìn)行鈦工業(yè)化出產(chǎn)的國家只要美國、日本、俄羅斯、我國等少量國家，鈦的世界年總產(chǎn)量僅有幾萬噸�？墒怯捎阝伒膰�(yán)重戰(zhàn)略價(jià)值和在國民經(jīng)濟(jì)中的位置，鈦將成為繼鐵、鋁之后興起的“第三金屬”，21世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)。
    當(dāng)時(shí)鈦的出產(chǎn)辦法當(dāng)時(shí)鈦的出產(chǎn)選用金屬熱復(fù)原法，其是指運(yùn)用金屬復(fù)原劑(R)與金屬氧化物或氯化物(MX)的反響制備金屬M(fèi)。現(xiàn)已完成工業(yè)化出產(chǎn)的鈦冶金辦法為鎂熱復(fù)原法(Kroll法)和鈉熱復(fù)原法(Hunter法)。由于Hunter法比Kroll法出產(chǎn)本錢高，所以現(xiàn)在在工業(yè)中廣泛運(yùn)用的辦法只要Kroll法。Kroll法從1948年開發(fā)最初就因其本錢高、復(fù)原功率低而遭到批判。半個(gè)世紀(jì)過去了，該工藝并沒有底子的改動(dòng)，仍然是間歇式出產(chǎn)，未能完成出產(chǎn)的接連化。
    金屬鈦出產(chǎn)辦法的新動(dòng)向世界鈦工業(yè)經(jīng)過幾十年的開展，雖然對(duì)Kroll法和Hunter法進(jìn)行了一系列的改善，但它們均是間歇操作，小的改善并不能大幅度下降鈦的報(bào)價(jià)。因此應(yīng)開發(fā)新的、低本錢的接連化工藝才干從底子上處理高出產(chǎn)本錢這一問題。為此，研討人員進(jìn)行了很多的試驗(yàn)和研討。當(dāng)時(shí)研討的要點(diǎn)有以下幾種辦法：電化學(xué)復(fù)原法為了下降本錢，人們對(duì)金屬鈦直接除氧進(jìn)行了研討。國外有人用電化學(xué)的辦法使鈦中固溶氧的濃度下降到檢出邊界(500ppm)以下。他們以為在電化學(xué)除氧的進(jìn)程中，除氧劑鈣在電解氯化鈣熔鹽時(shí)發(fā)作，O2-在陽極以CO2或CO的方式分出。這種新式高純化辦法，不只用于鈦的脫氧，而且適用于釔、釹等稀土金屬，而且可使氧含量下降到10ppm。
    電化學(xué)的辦法的工業(yè)化試驗(yàn)的流程是：首要將二氧化鈦粉末用澆注或壓力成形，燒結(jié)后作陰極，以石墨為陽極，以CaCl2為熔鹽，在石墨或鈦坩堝中進(jìn)行電解。所加電壓2.8V～3.2V，低于CaCl2的分化電壓(3.2V～3.3V)。電解必定時(shí)刻后，陰極由白色變?yōu)榛疑�，在SEM下調(diào)查，0.25μm的TiO2轉(zhuǎn)變?yōu)?2μm的海綿鈦。以氯化鈣為熔鹽，最首要的原因是其報(bào)價(jià)低，而且對(duì)O2-具有必定的溶解度，使分出的鈦不易被氧化；別的，CaCl2無毒，對(duì)環(huán)境無污染。

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