鈦鐵合金在儲氫合金、磁性材料等功能材料的制備及鋼鐵工業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,目前鈦鐵合金的生產(chǎn)存在著原料要求苛刻、工藝復(fù)雜、設(shè)備要求高等缺點,導(dǎo)致其生產(chǎn)成本居高不下。FFC法做為一種新的制備鈦鐵合金的電化學(xué)還原技術(shù),由于具有制備流程短、勞動力需求量低以及環(huán)境友好等優(yōu)點,受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文采用FFC工藝,以鈦鐵礦為原料在等摩爾的CaCl2-NaCl熔鹽中進行電解還原,直接將鈦鐵礦轉(zhuǎn)化為鈦鐵合金。研究了燒結(jié)溫度、電解時間、槽電壓、電解溫度以及CaO加入量對電解過程及產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明：在400～11000C的燒結(jié)溫度范圍內(nèi),鈦鐵礦陰極的孔隙率隨著燒結(jié)溫度的升高而減小。當(dāng)燒結(jié)溫度過低時,制備得到的鈦鐵礦陰極強度很低,這將導(dǎo)致電解過程中經(jīng)過熔鹽浸泡的陰極片從鉬棒上脫落成粉并堆積在反應(yīng)器底部,使鈦鐵礦不能被還原。當(dāng)燒結(jié)溫度過高時,陰極孔隙率很低,會造成陰極片內(nèi)部與熔鹽的接觸不好,從而阻礙熔鹽中離子遷移并導(dǎo)致鈦鐵礦還原不完全。研究發(fā)現(xiàn),陰極片的最佳燒結(jié)溫度為800～900℃。電解時間是影響鈦鐵礦還原的一個重要因素。當(dāng)電解溫度為800℃,槽電壓為3.2V時,電解鈦鐵礦1h后其產(chǎn)物...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鈦資源的分布
    1.2 鈦及鈦合金的發(fā)展及應(yīng)用
    1.3 鈦鐵合金的工業(yè)制備及發(fā)展趨勢
        1.3.1 鈦鐵合金工業(yè)制備
        1.3.2 鈦鐵合金新型制備方法
    1.4 研究意義及內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗原料及設(shè)備
    2.1 實驗原料
        2.1.1 合成鈦鐵礦的制備
        2.1.2 合成鈦鐵礦的表征
        2.1.3 鈦精礦的表征
    2.2 陰極的制備
        2.2.1 合成鈦鐵礦為原料的陰極制備
        2.2.2 鈦精礦為原料的陰極制備
    2.3 熔鹽選擇
    2.4 陽極材料的選擇
    2.5 電解裝置
        2.5.1 電解鈦鐵礦裝置
        2.5.2 電解鈦精礦裝置
    2.6 電解過程
        2.6.1 預(yù)電解階段
        2.6.2 電解階段
        2.6.3 電解產(chǎn)物的后期處理
    2.7 實驗藥品與實驗儀器
        2.7.1 實驗藥品
        2.7.2 實驗儀器
第三章 鈦鐵礦電解還原的熱力學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 熱力學(xué)分析與計算
    3.3 本章小結(jié)
第四章 CaCl₂-NaCl熔鹽電解鈦鐵礦制備鈦鐵合金
    4.1 引言
    4.2 燒結(jié)溫度對電解過程的影響
        4.2.1 燒結(jié)實驗過程
        4.2.2 燒結(jié)溫度對陰極孔隙率的影響
        4.2.3 燒結(jié)溫度對鈦鐵礦物相及微觀結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.4 燒結(jié)溫度對電解產(chǎn)物物相的影響
        4.2.5 燒結(jié)溫度對電解產(chǎn)物形貌影響
    4.3 電解時間對電解過程的影響
        4.3.1 不同時間下的時間-電流曲線
        4.3.2 時間對電解產(chǎn)物的影響
        4.3.3 不同時間下電解產(chǎn)物形貌的分析
    4.4 電解電壓對電解過程的影響
        4.4.1 電解電壓對電流的影響
        4.4.2 電解電壓對電解產(chǎn)物物相的影響
        4.4.3 不同電壓下的電解產(chǎn)物形貌分析
    4.5 電解溫度對電解鈦鐵礦制備鈦鐵合金的影響
        4.5.1 電解溫度對電流的影響
        4.5.2 電解溫度對電解產(chǎn)物的影響
        4.5.3 不同電解溫度下的電解產(chǎn)物形貌分析
    4.6 CaO加入量對電解過程的影響
        4.6.1 熱力學(xué)分析
        4.6.2 CaO加入量對電解電流的影響
        4.6.3 不同CaO加入量下的電解產(chǎn)物
        4.6.4 產(chǎn)物形貌分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 CaCl₂熔鹽電解鈦精礦制備鈦鐵合金的研究
    5.0 引言
    5.1 電解裝置
    5.2 不同電解裝置電解不同制備方式的鈦精礦可行性探究
        5.2.1 電解質(zhì)的確定
        5.2.2 電解片狀鈦精礦
        5.2.3 電解球團鈦精礦
        5.2.4 電解鈦精礦粉末
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    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



本文編號：3799485