熱化學還原法制備金屬鈦的技術(shù)研究進展

編號：FTJS08054

篇名：熱化學還原法制備金屬鈦的技術(shù)研究進展

作者：朱小芳 李慶 張盈 房志剛 鄭詩禮 孫沛 夏陽

關(guān)鍵詞： 金屬鈦 四氯化鈦 二氧化鈦 氟鈦酸鹽 熱化學還原

機構(gòu)： 中國科學院過程工程研究所綠色過程與工程重點實驗室 中國科學院大學化學工程學院 猶他大學冶金工程系

摘要： 金屬鈦及其合金性能優(yōu)異,是重要的功能與結(jié)構(gòu)材料。元素鈦雖儲量豐富,但極易與其它金屬及氧氮氫碳等間隙元素反應(yīng),特別是與氧化學結(jié)合力強,使金屬鈦的提取非常困難。目前金屬鈦的主流生產(chǎn)方法是Kroll法,雖經(jīng)多年優(yōu)化且已高度成熟,但生產(chǎn)成本及能耗較高。為降低金屬鈦的生產(chǎn)成本,提出了諸多熱化學與電化學新方法。本工作綜述了近十余種不同熱化學還原法,包括以TiCl4為前驅(qū)體的Kroll法、Hunter法、ADMA法、TiRO法、氣相還原法、CSIR-Ti法、ITP-Armstrong法及ARC法和以TiO2為前驅(qū)體的預成型還原法(PRP)、熔鹽輔助的液鈣還原法、導電體介入還原法(EMR)、鎂熱還原-金屬鈣脫氧兩步法及氫氣協(xié)同鎂熱還原(HAMR)法,還有以鈦酸鹽為原料的氟鈦酸鹽熱還原法。常用的還原劑主要是活潑金屬單質(zhì)及其合金,包括鈣、鎂、鋁、鈉。論述了這些方法的技術(shù)特點及研究現(xiàn)狀。這些工藝大都處于實驗室或中試研究階段,其工業(yè)化潛力也不盡相同,最終在產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟成本上能否比Kroll法更具優(yōu)越性尚需驗證。