熔盐电解法制备金属钛

从熔盐中电解制取金属钛摘要：从电解质溶液的经典理论、半经验模型和统计学3个方面综述了电解质溶液热力学性质的研究进展，并对各种理论和模型在理论与实践方面的局限性作了相关评述。

从分子、离子角度对电解质溶液的热力学性质进行研究比较，探讨了其宏观热力学性质与微观结构的相关性。

展现了电解质溶液热力学理论研究的热点和未来的发展方向。

关键字：金属钛，熔盐电解，电渣熔炼钛的生产成本高，使其应用受到了限制。

如能从熔盐中直接电解得到钛，就可减少成本。

然而，从熔融盐中电解得到的固态钛很可能是树枝状晶，需要再经过真空电弧重熔。

如果能得到液态钛，上述问题即可迎刃而解。

但因钛的熔点高，高温活性大，保持其液态是非常困难的。

E SR（电渣熔炼）是钢的提纯工艺之一。

在该工艺中。

大电流通过电解槽时产生的热量将自耗电极熔化；电极周围温度可达2000K。

从自耗电极上得到的金属滴收集于金属熔池中。

然后凝固在基板上。

该工艺通常使用交流电，但也可用直流电。

使用直流电，可以掌握电解效果。

1.原理给ESR装置通以反向直流电，电解槽底部的金属熔池即发生阴极反应：Ti4++4e=Ti，原料为TiO2,不能用TiCl4;悬浮于电解槽中央的石墨电极作阳极，反应为:O2-+C=CO+2e；总的反应为：TiO2+2C=Ti+2CO.因此，所用的电解质在相关温度下应保持TiO2具有足够的可溶性，同时其主要成分的电化性能要比TiO2更稳定，故选CaO-CaF2。

2.实验实验装置简图1。

水冷却系统的出入口配有1个流速计和2个温度计。

两种类型的电解容器见图2.容器内为110mm、高400mm，均由铜制的边部坩埚和底座坩埚组成。

图2 两种电解容器简图用带尖头的石墨电极作阳极，直径为40mm,50mm和60mm，长度约为1m。

该电极可借助于电极驱动装置以恒定的速率上下移动。

直径110mm，厚度20mm 的薄Fe板装在底座坩埚上，为阻止与Cu坩埚反应，也可以用敷铁的Cu板代替Fe板。

mer法制备金属钛以Mer法制备金属钛引言：金属钛具有优异的机械性能和化学稳定性，广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。

而Mer法（Molten Salt Electrolysis Reduction，熔盐电解还原法）是一种重要的金属钛制备方法。

本文将介绍Mer法的基本原理、工艺流程以及该方法的特点和应用。

一、Mer法的基本原理Mer法是一种通过电解熔盐来制备金属的方法。

其基本原理是将钛矿石加入熔盐中，通过电解的方式将钛离子还原为金属钛。

具体过程如下：1. 准备熔盐电解池：将适量的氯化钠（NaCl）和氯化钙（CaCl2）加入容器中，加热至高温使其熔化，形成熔盐电解池。

2. 准备钛矿石：将钛矿石研磨成粉末状，并进行预处理，如酸浸、氧化等。

3. 电解还原：将钛矿石粉末加入熔盐电解池中，通过电流作用下，钛矿石中的钛离子（Ti4+）被还原为金属钛（Ti）。

4. 分离提取：通过特定的分离技术，将金属钛从熔盐中提取出来。

二、Mer法的工艺流程Mer法制备金属钛的工艺流程主要包括钛矿石的预处理、电解还原和分离提取三个步骤。

1. 钛矿石的预处理：将钛矿石进行破碎、研磨等物理处理，以便提高钛矿石的反应性和表面积。

同时，还可以进行酸浸、氧化等化学处理，去除杂质和氧化物，提高钛矿石的纯度。

2. 电解还原：将预处理后的钛矿石粉末加入熔盐电解池中，设置阳极和阴极，并施加电流。

阳极上的氯化钠（NaCl）被氧化为氯气（Cl2），而阴极上的钛离子（Ti4+）则被还原为金属钛（Ti）。

电解过程中，钛矿石的纯度和电流密度等因素会影响金属钛的产率和质量。

3. 分离提取：经过电解还原后，金属钛以固体形式存在于熔盐中。

通过特定的分离技术，如过滤、离心、溶解等，将金属钛从熔盐中提取出来。

此过程中，还需进行一系列的后处理步骤，如洗涤、干燥等，以获得纯度较高的金属钛产物。

三、Mer法的特点和应用Mer法制备金属钛具有以下特点：1. 高效节能：相比于传统的还原法，Mer法在电解过程中不需要额外加热，能够节约能源和成本。

3国家自然科学基金项目(50374030)　胡小锋:男,1982年生,硕士研究生　许茜:联系人　Tel :024*********　E 2mail :qianxu201@熔盐电脱氧法制备金属Ti 的最新研究进展3胡小锋,许　茜,李海滨,马青梅,任东琦(东北大学材料与冶金学院,沈阳110004) 摘要 介绍了熔盐电脱氧法制备金属Ti 的基本原理,分析了熔盐电脱氧法(FFC 法)的优点,并指出了目前该方法遇到的主要问题,评述了FFC 法目前发展的动态,简要介绍了利用FFC 法制备其它金属或合金的情况,并综述了该方法将来的发展前景。

关键词 Ti 熔盐　电脱氧　FFC 法　合金N e w Development of the FFC C ambridge Process for Preparation of TitaniumHU Xiaofeng ,XU Qian ,L I Haibin ,MA Qingmei ,R EN Dongqi(School of Materials and Metallurgy ,Northeastern University ,Shenyang 110004)Abstract The principle of electro 2deoxidation in molten salts is introduced briefly ,which called FFC cam 2bridge process.The advantages and disadvantages of the method are both discussed in detail ,and the new progress on preparation of other metals and alloys by this process is overviewed.At last ,the outlook of the process is presented.K ey w ords Ti ,molten salt ,electro 2deoxidization ,FFC cambridge process ,alloys0　引言自从20世纪40年代Kroll 成功开发熔炼金属Ti 以来,人们一直想尝试用电解法生产金属Ti 。

专利名称：一种熔盐电解制备钛及其合金的装置
专利类型：实用新型专利
发明人：刘战伟,刘瑛鑫,颜恒维,马文会,谢克强,徐宝强,魏奎先,李绍元,秦博,吕国强,陈正杰,雷云,伍继君,于洁,吴
丹丹
申请号：CN202022193281.0
申请日：20200929
公开号：CN213113544U
公开日：
20210504
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种熔盐电解制备钛及其合金的装置，属于熔盐电解技术领域。

该装置包括高温加热炉和熔盐电解槽、阴极和阳极，高温加热炉包括炉体和炉盖，炉盖设置在炉体中心的炉管顶端，熔盐电解槽的底部为双室电解槽，熔盐电解槽的顶部为电解质腔体，电解质腔体内填充有熔盐电解质，熔盐电解槽设置在炉体中心的炉管加热区内，双室电解槽包括阴极室和TiO溶解室，阴极设置在双室电解槽的阴极室内，TiO设置在双室电解槽的TiO溶解室内，阳极设置在熔盐电解质内且位于阴极的正上方。

本装置把二氧化钛溶质和液态金属阴极分开放置，有效避免二氧化钛在液态金属阴极上的沉积，具有电解过程中电流电压稳定，电解产物纯度高的特点。

申请人：昆明理工大学
地址：650093 云南省昆明市五华区学府路253号
国籍：CN
代理机构：天津煜博知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：朱维
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