金屬鈦性能優(yōu)越,應(yīng)用廣泛,近些年市場需求呈上升趨勢。針對現(xiàn)有金屬鈦制備方法流程長、利用率低的問題,本文提出以鈦資源轉(zhuǎn)化中間體鈦酸鹽為原料電解提取金屬鈦的新思路,主要研究了鈦酸鹽結(jié)構(gòu)的調(diào)控規(guī)律及其對電化學(xué)解離的影響機制。取得的主要結(jié)果如下:(1)掌握了不同手段對鈦酸鹽金屬/鈦摩爾比(M/Ti比)、結(jié)晶度和形貌的調(diào)控規(guī)律。熔融反應(yīng)法和固相燒結(jié)法適宜于調(diào)控鈦酸鹽的金屬/鈦摩爾比(M/Ti),非晶晶化法可制備出晶型單一且結(jié)晶度高的鈦酸鈉,微波水熱法可用于合成均一性好、無團聚的鈦酸鹽。(2)通過循環(huán)伏安測試(CV)和恒壓電解實驗,確定了不同Na/Ti比鈦酸鈉和TiO2電化學(xué)解離由易到難依次為:Na8Ti5014、TiO2、Na2TiO3和Na2Ti3O7。CV曲線得到Na8Ti5O14、Na2TiO3、Na2Ti3O7和Ti02的第一個還原峰的還原電位分別-0.553,-0.571,-0.750和-0.840 V;其恒壓電解產(chǎn)物Ti的價態(tài)分別為:0～0.65,+ 0.65～+ 4.0,+ 3.5～+ 4.0 和+ 4.0 價。并由 Na8Ti5O14、Na2TiO3、Na2Ti3O7和TiO2的...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１釩鈦磁鐵精礦的綜合利用途徑??Ｆｉｇ．?１．１?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ａｐｐｒｏａｃｈ?ｏｆ?ｖａｎａｄｉｕｍ－ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｍａｇｎｅｔｉｔｅ?ｏｒｅ??

目前工業(yè)上富鈦料的的主要方法有電爐熔煉法、稀鹽酸浸出法、還原銹蝕法［３９］、稀??硫酸浸出法以及選擇氯化法等，釩鈦磁鐵礦經(jīng)過加工處理鈦逐漸富集，其中Ｔｉ０２??含量的變化如圖１．２所示。??＾鐵精礦??（Ｔｉ０２？１２％）??釩鈦選５ｒ?＋??磁鐵礦?廣織渣??（Ｔｉ０２：８５－....

圖１．４?Ｋｒｏｌｌ法生產(chǎn)海綿鈦工藝流程??Ｆｉｇ．?１．４?Ｃｒａｆｉｔｗｏｒｋ?ｆｌｏｗ?ｏｆ?ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｂｙ?Ｋｒｏｌｌ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

則可獲得金屬鈦。不同之處在于，Ｋｒｏｌｌ法使用的還原劑為金屬鎂，而Ｈｕｎｔｅｒ法使??用的還原劑為金屬鈉。由于用作還原劑Ｎａ不如Ｍｇ安全，因此Ｋｒｏｌｌ法逐漸取代了??Ｈｕｎｔｅｒ法，Ｋｒｏｌｌ法生產(chǎn)海綿鈦的工藝流程如圖１．４所示［５＇??Ｍｇ?Ａｒ??組裝￥?〒??Ｉ低溫水Ｉ?....

圖１．５鈣熱還原法（ＯＳ法）實驗裝置示意圖??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｂｙ?ＯＳ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

鈣熱還原的基本原理是：在裝有ＣａＣｌ２＠鹽的容器中鈣熱還原Ｔｉ０２生產(chǎn)金屬鈦，??同時使副產(chǎn)物ＣａＯ在ＣａＣｌ２熔鹽中通過電解重新獲取金屬還原劑Ｃａ［５Ｎ５２］。該工藝是??一種可實現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)的、比較節(jié)能的工藝，ＯＳ法的實驗裝置示意圖如圖１．５所示［５３］。??＋?—??ｐｉｎ....

圖１．６?ＵＳＴＢ法電解實驗裝置示意圖??Ｆｉｇ．?１．６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｂｙ?ＯＳ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

熱還原－電解兩步法制備金屬鈦。該工藝采用ＴｉＯｗＴｉＣ固溶體作為可溶性陽極，電??解過程中陽極的Ｔｉ離子進入熔鹽中，遷移至陰極并得到電子還原成金屬鈦，實驗裝??置如圖１．６所示［４４］，其發(fā)生主要的電極反應(yīng)如下：??陰極：Ｔｉｎ＋?＋?ｎｅ－—?Ｔｉ?（１．１４）??陽極：ＴｉＣ....

本文編號：3941403