用电化学还原法从固体TiO2中提取金属钛是一种流程较短,成本较低的新工艺.通过改变电解时间,用SEM,EDS,XRD等方法分析电解产物的结构及组成变化来研究电化学还原法制备金属钛的反应历程及反应机制.XRD分析结果表明TiO2电化学还原过程是由高价氧化物向低价氧化物逐步进行的.在电解12 h的情况下,还原产物的变化情况如下:TiO2--Ti10O19+Ti4O7+CaTiO3(Magnéli相)--Ti3O5+Ti2O3+CaTiO3--TiO+CaTiO3--Ti+TiO-Ti.对阴极产物断面的SEM分析结果表明,随着电解时间的延长,电解产物的内层由致密变得疏松,并出现相互连通的多孔结构;颗粒不断长大,其外形趋于光滑;内外层结构逐渐均匀.电解12 h后,得到金属钛,氧含量是0.28%.反应过程中出现的CaTiO3是由熔盐中饱和的CaO与电极表面未还原的钛的氧化物反应形成的;在TiO2的电化学还原过程中,氧的离子化机制和钙热还原机制是同时存在的.
参考文献
| [1] | 周廉.美国、日本和中国钛工业发展评述[J].稀有金属材料与工程,2003(08):577-584. |
| [2] | 刘美凤,郭占成.金属钛制备方法的新进展[J].中国有色金属学报,2003(05):1238-1245. |
| [3] | 刘美凤,卢世刚,阚素荣.熔盐电解固态氧化物制备难熔金属及合金的最新进展[J].稀有金属,2008(05):668-673. |
| [4] | 王碧侠,兰新哲,赵西成,吴晓松.二氧化钛直接还原制取金属钛的工艺进展[J].稀有金属,2006(05):671-677. |
| [5] | 郭胜惠,彭金辉,张世敏,张利波,范兴祥.CaCl2体系中电解还原TiO2制取钛的研究[J].稀有金属,2004(06):1091-1094. |
| [6] | Chen G Z;Fray D G;Farthing T W .Direct electrochemical reduction of titanium dioxide to titanium in molten calcium chloride[J].NATURE,2000,407:361. |
| [7] | 杜继红,奚正平,李晴宇,李争显,唐勇.掺杂的TiO2阴极对熔盐电解的影响[J].稀有金属,2007(03):336-340. |
| [8] | 刘美凤 .二氧化钛直接电解提取钛的工艺及机理研究[D].中国科学院过程工程研究所,2005. |
| [9] | George Z. Chen;Derek J. Fray .Voltammetric Studies of the Oxygen-Titanium Binary System in Molten Calcium Chloride[J].Journal of the Electrochemical Society,2002(11):E455-E467. |
| [10] | Dring K;Dashwood R;Inman D .Voltammetry of titanium dioxide in molten calcium chilorede at 900℃[J].Journal of the Electrochemical Society,2005,152(03):E104. |
| [11] | Schwandt C;Fray D J.Determination of the kinetic pathway in the electrochemical reduction of titanium dioxide in molten calcium chloride[J].Electrochimica Acta,2005(51):66. |
| [12] | D.T.L. Alexander;C. Schwandt;D.J. Fray .Microstructural kinetics of phase transformations during electrochemical reduction of titanium dioxide in molten calcium chloride[J].Acta materialia,2006(11):2933-2944. |
| [13] | Chen G Z;Fray D J .A morphological study of the FFC chromium and titanium powders[J].Mineral Processing and Extractive Metallurgy(Trans Inst Min Metall C),2006,115(01):49. |
| [14] | Smith J R;Walsh F C.Electrodes based on Magneli phase titanium oxides:the properties and applications of Ebonex materials[J].Journal of Applied Electrochemistry,1998(28):1021. |
| [15] | Suzuki Ryosuke O.Calciothermic reduction of TiO2 and in situ electrolysis of CaO in the molten CaCl2[J].Journal of Physics and Chemistry of Solids,2005(66):461. |
| [16] | Il Park;Takashi Abiko;Okabe Toru H .Production of titanium powder directly from TiO2 in CaCl2 through an electronically mediated reaction(EMR)[J].Journal of Physics and Chemistry of Solids,2005,66:410. |
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