發(fā)布時(shí)間：2021-06-01 00:55

　　我國擁有豐富的鈦礦資源,但由于礦相組成復(fù)雜、共生元素多樣以及堿土元素含量高等原因,導(dǎo)致鈦資源并未得到有效的利用。傳統(tǒng)提鈦工藝包括鈦礦的富集、氯化、還原等流程,這些流程往往面臨著能耗高、污染嚴(yán)重、工藝復(fù)雜等問題,從而導(dǎo)致了鈦材價(jià)格居高不下,進(jìn)而限制了鈦的廣泛應(yīng)用,同時(shí)也不利于綠色可持續(xù)發(fā)展。熔鹽電解法是一種簡單、綠色的材料制備方法,該方法通過直接電解固體氧化物制備金屬或合金,可有效降低生產(chǎn)成本。本文基于復(fù)雜含鈦礦物組元間相互作用和不同礦物元素組成特點(diǎn),提出直接從含鈦礦物中制取兩元合金到多元碳化物和復(fù)合材料的電化學(xué)合成技術(shù)路線。本文研究了含鈦礦物中雜質(zhì)元素（如Si、Al）與Ti元素的基本反應(yīng)行為,通過適當(dāng)調(diào)整各元素的含量,首先利用熔鹽電解法提取制備二元Ti5Si3和TiAl3合金;然后通過外配碳進(jìn)一步制備三元碳化物（如Ti3AlC2）和復(fù)合材料（如TisSi3/TiC、Ti5Si3/Ti3SiC2、Fe-TiC）;最后還初步研究了利用“熔鹽電解-化學(xué)/電化學(xué)刻蝕”兩步法制備特殊結(jié)構(gòu)二元碳化物（如TiCx和Ti3C2Tx）的可行性,論文得到以下有意義的結(jié)論:1)首先以含鈦高爐渣為主要原料,電... 

【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－５．鈦鐵礦利用研宂分布圖??Ｆｉｇ．?１－５．?Ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｓｕｍｍａｒｙ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｌｍｅｎｉｔｅ??

２０００年，劍橋大學(xué)的Ｆｒａｙ、Ｆａｒｔｈｉｎｇ和Ｃｈｅｎ三位學(xué)者首次提出了以二氧化??鈦為陰極直接電解制備金屬鈦的ＦＦＣ法［１（＾，由此拉開了固體氧化物熔鹽電解提??鈦的新篇章［１Ｑ２－１Ｕ］。ＦＦＣ法原理如圖１－８所示。??Ｇａｓ?ｉｎｌｅｔ?－?ｔＧａｓ?ｏｕｔｌｅｔ??＾?■ＨＨＨｎ?ｓ｜？ｃ〇ｒｕｎｃ］ｕｍ??召?Ｉ?’?ｒｅａｃｔｏｒ??咖十■??Ａｎｏｄｅ：?．ｖ０２＊＋?Ｃ?＝?ＣＯＹ?＋?ｌｘｅ￣??Ｃａｔｈｏｄｅ：?ＭｖＯｖ＋?２ｙｅｒ?＝?ｘＭ?＋?ｙ０２￣??圖１－８．?ＦＦＣ法裝置及原理圖??Ｆｉｇ．?１－８．?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ａｎｄ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ＦＦＣ?ｐｒｏｃｅｓｓ??１６??

Ｆｉｇ．?１－９．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ?（３ＰＩ）?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｔｈｉｎ?ｌａｙｅｒ?ｍｏｄｅｌ?ｆｏｒ?ｔｈｅ??ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?３?ＰＩ．??１．４．２?ｏｓ?法??ＯＳ法是日本京都大學(xué)的Ｏｎｏ和Ｓｕｚｕｋｉ兩位學(xué)者在２００２年首次提出的［ｍ］。??該方法是在ＣａＣｈ熔鹽中將溶解于其中的ＣａＯ電化學(xué)還原為Ｃａ，然后以Ｃａ為??還原劑直接還原Ｔｉ０２制取鈦粉，如圖１－１０所示。??——？！——??Ｔｉ〇，?Ｃａｒｂｏｎ??ａｎｏｄｅ??ｉ麴?Ｗ??、ｃａ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]基于富氫氣體直接還原鈦鐵礦制備富鈦料及鈦合金的新工藝研究[D]. 肖瑋.上海大學(xué) 2014
[4]含鈦復(fù)合礦直接選擇性提取制備TiMx（M=Si，F(xiàn)e）合金研究[D]. 鄒星禮.上海大學(xué) 2012
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碩士論文
[1]鋁還原含鈦高爐渣制備Ti-Si-（Al）合金的基礎(chǔ)研究[D]. 孫路恩.昆明理工大學(xué) 2017
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[3]真空碳熱還原—酸浸聯(lián)合工藝制備碳化鈦研究[D]. 許宇宙.重慶大學(xué) 2015
[4]鈦鐵礦溶劑萃取法制備二氧化鈦的新工藝研究[D]. 馬春蕾.天津大學(xué) 2014
[5]鈦鐵礦碳熱還原制備Fe-鈦氧化物電極的研究[D]. 王震.昆明理工大學(xué) 2014
[6]含鈦高爐渣的選擇性分離[D]. 李銳.東北大學(xué) 2013
[7]改性高鈦渣中金紅石相析出、長大與分離研究[D]. 何敏.東北大學(xué) 2013
[8]含鈦高爐渣中鈦的浸出及提取工藝的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 歷明濤.東北大學(xué) 2013
[9]鈦鐵礦預(yù)還原—電爐法制備高鈦渣技術(shù)的優(yōu)化研究[D]. 翁文杰.中南大學(xué) 2012
[10]低鈦型高爐渣中含鈦組分的析出與長大[D]. 馬騰.東北大學(xué) 2011



本文編號：3209326