TiO-,2-原位還原制取鈦過(guò)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(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,現(xiàn)行復(fù)雜的生產(chǎn)工藝導(dǎo)致其生產(chǎn)成本居高不下,限制了其大規(guī)模應(yīng)用.開(kāi)發(fā)出一種短流程、低能耗、無(wú)污染的鈦冶金新方法無(wú)疑是解決上述問(wèn)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(guó)內(nèi)外對(duì)該領(lǐng)域的研究十分重視.該文主要針對(duì)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(jìn)行了較為具體的研究.采用正交試驗(yàn)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(shí)間8h、制樣壓強(qiáng)525MPa、粘結(jié)劑用量0.6ml/g.根據(jù)探索性電解試驗(yàn)得知雖然在此條件下能夠進(jìn)行電解試驗(yàn),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(píng)價(jià)指標(biāo)采用正交試驗(yàn)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(shí)間5h、電解溫度1000℃、電解時(shí)間6h.電解產(chǎn)物經(jīng)X射線(xiàn)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(shí),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(shí)間(6h~10h)的延長(zhǎng)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(duì)電解效果的影響,XRD結(jié)果表明石墨坩堝作陽(yáng)極是較為理想的電極配置方式.研究了陰極厚度對(duì)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(lái)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)