SiO 2 和CaSiO 3 对钛铁矿精矿电解还原制备FeTi的影响研究
发布时间：2021-12-02 13:53
钛铁合金在钢铁工业、贮氢合金及磁性材料中具有广阔的应用前景和很高的工业经济价值。传统生产钛铁合金的方法主要有铝热还原法和重熔法,但存在产品纯度低、杂质难去除以及生产成本高等缺点,限制了钛铁合金的应用。高温熔盐电解法做为一种新的制备钛铁合金的技术,由于具有工艺简单、产品纯度高及环境友好等优点,受到国内外学者的广泛关注。但是,目前关于熔盐电解钛铁矿制备FeTi合金的研究报道,电解时间长几乎是一个不可避免的问题。为此,本文以钛铁矿精矿为原料,CaCl2熔盐为电解质,研究了SiO2、CaSiO3在钛铁矿精矿熔盐电解制备FeTi合金过程中的影响,预期缩短钛铁矿电解还原生成FeTi合金的反应时间。主要研究成果如下:（1）SiO2、CaSiO3的添加量对CaCl2熔盐电解钛铁矿精矿制备钛铁合金的产物都有重要的影响。在钛铁矿精矿中添加一定量的SiO2或者CaSiO3,都可以促进CaTiO3中间产物的还原,从...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ti-Fe系二元相图
图 1.2 FFC Cambridge 法的工艺流程图[19]Fig.1.2 Process flow diagram of FFC Cambridge processC法报道之后，国内外许多学者纷纷用该法制备多种金属及Fe[29]，Al[30,31]，Zr[32]，Cr[33]，Ta[34]，Ti-Si[35-37]，Ti-Cr[38]，T备方面，杜继红教授等[24]将CaO或者CaCO3添加到TiO2粉末行电解，探究了CaO和CaCO3的加入对电解产物的影响。在电压3.0V的条件下电解6h，结果显示；TiO2粉末中加入了15阴极片，其电解产物为纯度很高的金属Ti，其中添加CaO的阴产物的钛含量高达99.3%，而添加CaCO3的阴极片的阴极产到氧元素。王淑兰[25]等通过对直接电解还原TiO2的研究，发O，然后被还原成金属Ti。还研究了在氯化物体系中T（iII）的)一步还原，得到的金属单质Ti的晶粒随钛离子浓度的增大engChen等人[33]以纯的CaCl2熔盐为电解质，在温度为950 C
[46]，固体透氧膜法电解池示意图和原理示意图如图1.3(a~b)所示。SOM法与FFC法的最大区别是：SOM法用一个固体透氧膜把电解质与阳极隔开，而且该膜只能选择性透过O2-，熔盐中的离子都不能透过固体透氧膜，保证阳极上只有O2-能够放电。电解过程中就可以增大槽电压，这样即使高于熔盐的分解电压，但由于固体透氧膜只能选择性透过O2-，就可以避免熔盐分解；其次，增大电解电压可以加快阴极氧化物的还原速率。电解过程中，阴极主要是发生金属氧化物还原为金属单质的反应，而释放出来的O2-透过固体透氧膜扩散至阳极放电
【参考文献】：
期刊论文
[1]Formation behavior of CaTiO3 during electrochemical deoxidation of ilmenite concentrate to prepare Fe–Ti alloy[J]. Xu-Yang Liu,Mei-Long Hu,Chen-Guang Bai,Xue-Wei Lv. Rare Metals. 2016(03)
[2]含钛渣短流程直接制备钛及其合金[J]. 陈朝轶,张曼,李军旗,鲁雄刚. 武汉科技大学学报. 2014(04)
[3]熔盐电解制备难熔金属及合金的回顾与展望[J]. 鲁雄刚,邹星礼. 自然杂志. 2013(02)
[4]低温熔盐电解法制备金属Ti及其动力学[J]. 廖先杰,翟玉春,谢宏伟,沈洪涛,邹祥宇. 材料研究学报. 2012(06)
[5]熔盐电解法制备高钛铁合金[J]. 李晴宇,杜继红,奚正平,李争显,杨承本. 稀有金属. 2011(06)
[6]我国舰船用钛合金研究应用现状[J]. 杨英丽,罗媛媛,赵恒章,郭荻子,吴金平,苏航标,赵彬. 稀有金属材料与工程. 2011(S2)
[7]熔盐中电解钛铁矿制备TiFe合金[J]. 杜继红,李晴宇,杨升红,杨承本,李争显,奚正平. 稀有金属材料与工程. 2010(12)
[8]攀枝花含钛高炉渣直接制备钛合金[J]. 邹星礼,鲁雄刚. 中国有色金属学报. 2010(09)
[9]熔盐电脱氧法制备金属钛中TiO2电极孔隙率影响因素研究 Ⅰ.粘结剂及成型工艺[J]. 李珍,孙建科,常鹏北,汤胜博,罗志涛,邢朋飞,彭晖. 材料开发与应用. 2010(02)
[10]CaO在CaCl2-CaO和等摩尔CaCl2-NaCl-CaO熔盐中的溶解热力学[J]. 王淑兰,张福生. 东北大学学报(自然科学版). 2010(01)
硕士论文
[1]熔盐电化学脱氧制备碳化钛[D]. 崔富晖.东北大学 2014
[2]FFC法制备钛硅合金的研究[D]. 张炳.东北大学 2008
本文编号：3528572
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ti-Fe系二元相图
图 1.2 FFC Cambridge 法的工艺流程图[19]Fig.1.2 Process flow diagram of FFC Cambridge processC法报道之后，国内外许多学者纷纷用该法制备多种金属及Fe[29]，Al[30,31]，Zr[32]，Cr[33]，Ta[34]，Ti-Si[35-37]，Ti-Cr[38]，T备方面，杜继红教授等[24]将CaO或者CaCO3添加到TiO2粉末行电解，探究了CaO和CaCO3的加入对电解产物的影响。在电压3.0V的条件下电解6h，结果显示；TiO2粉末中加入了15阴极片，其电解产物为纯度很高的金属Ti，其中添加CaO的阴产物的钛含量高达99.3%，而添加CaCO3的阴极片的阴极产到氧元素。王淑兰[25]等通过对直接电解还原TiO2的研究，发O，然后被还原成金属Ti。还研究了在氯化物体系中T（iII）的)一步还原，得到的金属单质Ti的晶粒随钛离子浓度的增大engChen等人[33]以纯的CaCl2熔盐为电解质，在温度为950 C
[46]，固体透氧膜法电解池示意图和原理示意图如图1.3(a~b)所示。SOM法与FFC法的最大区别是：SOM法用一个固体透氧膜把电解质与阳极隔开，而且该膜只能选择性透过O2-，熔盐中的离子都不能透过固体透氧膜，保证阳极上只有O2-能够放电。电解过程中就可以增大槽电压，这样即使高于熔盐的分解电压，但由于固体透氧膜只能选择性透过O2-，就可以避免熔盐分解；其次，增大电解电压可以加快阴极氧化物的还原速率。电解过程中，阴极主要是发生金属氧化物还原为金属单质的反应，而释放出来的O2-透过固体透氧膜扩散至阳极放电
【参考文献】：
期刊论文
[1]Formation behavior of CaTiO3 during electrochemical deoxidation of ilmenite concentrate to prepare Fe–Ti alloy[J]. Xu-Yang Liu,Mei-Long Hu,Chen-Guang Bai,Xue-Wei Lv. Rare Metals. 2016(03)
[2]含钛渣短流程直接制备钛及其合金[J]. 陈朝轶,张曼,李军旗,鲁雄刚. 武汉科技大学学报. 2014(04)
[3]熔盐电解制备难熔金属及合金的回顾与展望[J]. 鲁雄刚,邹星礼. 自然杂志. 2013(02)
[4]低温熔盐电解法制备金属Ti及其动力学[J]. 廖先杰,翟玉春,谢宏伟,沈洪涛,邹祥宇. 材料研究学报. 2012(06)
[5]熔盐电解法制备高钛铁合金[J]. 李晴宇,杜继红,奚正平,李争显,杨承本. 稀有金属. 2011(06)
[6]我国舰船用钛合金研究应用现状[J]. 杨英丽,罗媛媛,赵恒章,郭荻子,吴金平,苏航标,赵彬. 稀有金属材料与工程. 2011(S2)
[7]熔盐中电解钛铁矿制备TiFe合金[J]. 杜继红,李晴宇,杨升红,杨承本,李争显,奚正平. 稀有金属材料与工程. 2010(12)
[8]攀枝花含钛高炉渣直接制备钛合金[J]. 邹星礼,鲁雄刚. 中国有色金属学报. 2010(09)
[9]熔盐电脱氧法制备金属钛中TiO2电极孔隙率影响因素研究 Ⅰ.粘结剂及成型工艺[J]. 李珍,孙建科,常鹏北,汤胜博,罗志涛,邢朋飞,彭晖. 材料开发与应用. 2010(02)
[10]CaO在CaCl2-CaO和等摩尔CaCl2-NaCl-CaO熔盐中的溶解热力学[J]. 王淑兰,张福生. 东北大学学报(自然科学版). 2010(01)
硕士论文
[1]熔盐电化学脱氧制备碳化钛[D]. 崔富晖.东北大学 2014
[2]FFC法制备钛硅合金的研究[D]. 张炳.东北大学 2008
本文编号：3528572
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