目前工業(yè)上生產(chǎn)鈦鐵合金的方法主要是重熔法和金屬熱還原法,但其存在生產(chǎn)成本高、能耗高雜質(zhì)含量高、鈦回收率低等缺點,熔鹽電解法的出現(xiàn)雖然解決了上述問題,但存在金屬氧化物作為電極導電性差、熔鹽電解溫度高等缺點,因此研究人員正在嘗試各種方法增加電極的導電性和降低熔鹽電解溫度,以降低生產(chǎn)成本。為了解決鈦鐵礦的綜合利用、熔鹽電極的導電性能差、熔鹽電解溫度較高等問題,本文以鈦鐵礦為原料,對鈦鐵礦進行固態(tài)碳熱還原預處理,制備成Fe-鈦氧化物電極片,再在LiCl—KCl熔鹽中于400℃電解還原得到鈦鐵合金。實驗結(jié)果表明：鈦鐵礦經(jīng)碳熱還原,其產(chǎn)物主要為單質(zhì)鐵和鈦氧化物的混合物,化學反應(yīng)是碳熱還原反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié),其表觀活化能為82.44kJ·mol-1。鐵的還原率和孔隙率也是影響Fe-鈦氧化物電極的重要參數(shù),對不同溫度下碳熱還原制備的電極,采用三氯化鐵-重鉻酸鉀滴定的方法測定其單質(zhì)鐵的還原率,以阿基米德排水法測得電極片的孔隙率,結(jié)果表明：1173K碳熱還原反應(yīng)3h所得電極的強度和單質(zhì)鐵還原率僅為30.1%,開口孔隙率為46.3%,電極的電阻率為0.318Ω·m,且強度較低；1273K和1373K碳熱還原反... 

【文章來源】：昆明理工大學云南省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 我國鈦資源及綜合利用
    1.2 鈦及鈦鐵合金的性質(zhì)和用途
    1.3 鈦及鈦鐵合金的工業(yè)生產(chǎn)及研究進展
        1.3.1 熱還原法
        1.3.2 熔鹽電解法
    1.4 還原鈦鐵礦研究現(xiàn)狀
        1.4.1 鈦鐵礦的非碳熱還原
        1.4.2 鈦鐵礦的微波碳熱還原
        1.4.3 鈦鐵礦的常規(guī)碳熱還原
    1.5 本文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 創(chuàng)新點
第二章 鈦鐵礦還原的熱力學分析
    2.1 熱力學計算方法
    2.2 熱力學相圖
    2.3 本章小結(jié)
第三章 鈦鐵礦的碳熱還原制備電極
    3.1 實驗儀器試劑及設(shè)備
    3.2 實驗方法
    3.3 氬氣保護氣氛的固態(tài)碳熱還原制備電極
        3.3.1 鈦鐵礦碳熱還原反應(yīng)過程的失重率
        3.3.2 鈦鐵礦碳熱還原的的金屬化率及電極的電阻率
        3.3.3 還原產(chǎn)物的孔隙率
        3.3.4 還原產(chǎn)物的成分及形貌分析
        3.3.5 鐵-鈦氧化物電極的微觀形貌
    3.4 真空氣氛的固態(tài)碳熱還原制備電極
        3.4.1 響應(yīng)曲面法
        3.4.2 響應(yīng)曲面設(shè)計實驗
        3.4.3 實驗結(jié)果分析
        3.4.4 回歸模型的分析
        3.4.5 過程優(yōu)化
        3.4.6 還原反應(yīng)產(chǎn)物成分及形貌分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 鈦鐵礦還原的動力學分析
    4.1 鈦鐵礦碳熱還原動力學模型的選擇
    4.2 鈦鐵礦碳熱還原動力學方程的建立
    4.3 鈦鐵礦碳熱還原動力學參數(shù)的求解
    4.4 本章小結(jié)
第五章 熔鹽電解碳熱還原鈦鐵礦電極片制備鈦鐵合金
    5.1 熔鹽及熔鹽種類的選擇
    5.2 熔鹽電解實驗
        5.2.1 試驗試劑劑及儀器
        5.2.2 實驗方法
    5.3 熔鹽電解結(jié)果及分析
        5.3.1 溫度對電化學還原的影響
        5.3.2 電壓對電化學還原的影響
        5.3.3 時間對電化學還原的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 存在的問題
    6.3 展望
致謝
參考文獻
附錄A：攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文
附錄B：攻讀碩士研究生期間參與研究的項目


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3052850