TiO-,2-原位還原制取鈦過程的陰極制備及電解條件研究.pdf

1、金屬鈦具有許多優(yōu)異的性能,其在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域的應用越來越廣泛,現(xiàn)行復雜的生產(chǎn)工藝導致其生產(chǎn)成本居高不下,限制了其大規(guī)模應用.開發(fā)出一種短流程、低能耗、無污染的鈦冶金新方法無疑是解決上述問題的關(guān)鍵.固態(tài)原位電解還原法制備鈦正是這樣的一種方法.目前,國內(nèi)外對該領(lǐng)域的研究十分重視.該文主要針對固態(tài)原位電解還原法中二氧化鈦陰極制備條件及電解工藝技術(shù)參數(shù)進行了較為具體的研究.采用正交試驗研究燒結(jié)后二氧化鈦的硬度、氣孔率、收縮率,確定了二氧化鈦陰

2、極試樣的制備條件:燒結(jié)溫度1000℃、燒結(jié)時間8h、制樣壓強525MPa、粘結(jié)劑用量0.6ml/g.根據(jù)探索性電解試驗得知雖然在此條件下能夠進行電解試驗,但從能耗角度考慮,各因素水平還可降低.以電解產(chǎn)物的氧含量為評價指標采用正交試驗確定了制備金屬鈦的最佳工藝條件為:燒結(jié)溫度950℃、燒結(jié)時間5h、電解溫度1000℃、電解時間6h.電解產(chǎn)物經(jīng)X射線衍射分析及定氧分析表明,在此條件下制得了純度較高的金屬鈦,其氧含量為1.1％(mass).同

3、時,研究還表明電解產(chǎn)物隨著電解溫度(900℃~1000℃)的提高或電解時間(6h~10h)的延長發(fā)生微小的膨脹(~0.6％)現(xiàn)象.考察了四種電極配置方式對電解效果的影響,XRD結(jié)果表明石墨坩堝作陽極是較為理想的電極配置方式.研究了陰極厚度對電解的影響.SEM分析表明,較薄的二氧化鈦陰極片(<3mm)能夠被充分還原,且產(chǎn)物的組織結(jié)構(gòu)也較為致密.隨著厚度(4~6mm)的增加,陰極片內(nèi)部越來越難以還原,且還原出的金屬鈦也較疏松.綜合上述研究結(jié)