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钛冶煉新方法

更新時間:2016/06/20 09:05:17    浏覽次數: 2554     文章來源: 搜钛網

钛質輕且高強度,并具有超群的耐環境性,所以钛作為一種理想的金屬材料受到重視。但目前的情況是每年僅能生産數萬噸钛。钛的資源豐富,其普及慢的主要原因在于金屬材料的制造成本高。如果能夠低成本地生産钛,便能夠作為普通金屬材料增加其消費。目前钛的冶煉采用克羅爾法,即钛氯化物的鎂熱還原法。其優點是由于使用容易處理的四氯化钛(TiCl4,所以純度管理比較容易,還原劑鎂可以再利用等。但其工藝複雜,由于是間歇式的,反應器需要冷卻等等原因,一個還原周期約需要10天的時間。由于使用的是化學活性的氯化物及鎂等,因此需要具備氣密性很高的反應裝置,所以設備費用很高。這些也是钛成本高的原因之一。因此,迫切需要一種能夠與今後生産量成十上百倍增長相對應的冶煉方法。氧化物的直接電解法――FFC  如果能夠不經由钛的氯化物便能夠直接、連續地還原氧化钛的話,就能夠高效、且低成本地生産钛。最近,劍橋大學研究的FFC(不含氯的方法)法是一種先燒結原料TiO2 , 然後制成電極并作為陰極沉浸在熔融的氯化鈣(CaCl2)中, 再通過電解直接生産钛的方法。該方法今後需要解決的課題是把钛中的氧含量降到與克羅爾法相同的程度直接電解還原+電化學的方法  

 另一個方案是先利用鹵化物溶劑法降低反應物氧化鈣(CaO)的活性,然後再加上比較簡單地制造含氧量極低的钛的方法――“-鹵化物熔劑脫氧法,通過電化學的方法,即在熔融鹽中借助電子的力量,把化合物中的氧以離子的形式脫出的一種方法,有效地降低钛中的氧是關鍵。今後的課題不僅僅是控制雜質,還要确立熔融鹽與钛有效分離的方法。利用钛粉的工藝連續化
   
在鹵化物熱還原法的有效應用中,還研究了直接向熔融鹽中吹入四氯化钛,制造粉末狀钛的方式。使用高速攪拌裝置,在利用氯化鎂熔融鹽的開發中,去除反應熱也很容易。今後的重要課題是開發連續回收粉末钛的方式。作為钛的新的冶煉方法的一種可能性,氧化物直接還原法(FFC法等)、鹵化物的氯化法(豐橋理科大學所使用的電渣重熔方法) 、向熔融鹽中直接吹入氧化物的方法、氣相還原法、熱分解法等都是很有意義的反應。

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