【方法】钛冶炼新方法

    钛冶炼新方法

钛质轻且高强度，并具有超群的耐环境性，所以钛作为一种理想的金属材料受到重视。但目前的情况是每年仅能生产数万吨钛。钛的资源丰富，其普及慢的主要原因在于金属材料的制造成本高。如果能够低成本地生产钛，便能够作为普通金属材料增加其消费。目前钛的冶炼采用克罗尔法，即钛氯化物的镁热还原法。其优点是由于使用容易处理的四氯化钛（ticl4）,所以纯度管理比较容易，还原剂镁可以再利用等。但其工艺复杂，由于是间歇式的，反应器需要冷却等等原因，一个还原周期约需要10天的时间。由于使用的是化学活性的氯化物及镁等，因此需要具备气密性很高的反应装置，所以设备费用很高。这些也是钛成本高的原因之一。因此，迫切需要一种能够与今后生产量成十上百倍增长相对应的冶炼方法。 氧化物的直接电解法――ffc法 如果能够不经由钛的氯化物便能够直接、连续地还原氧化钛的话，就能够高效、且低成本地生产钛。最近，剑桥大学研究的ffc（不含氯的方法）法是一种先烧结原料tio2 , 然后制成电极并作为阴极沉浸在熔融的氯化钙（cacl2）中, 再通过电解直接生产钛的方法。该方法今后需要解决的课题是把钛中的氧含量降到与克罗尔法相同的程度 直接电解还原＋电化学的方法 。

另一个方案是先利用卤化物溶剂法降低反应物氧化钙（cao）的活性，然后再加上比较简单地制造含氧量极低的钛的方法――“钙-卤化物熔剂脱氧法”，通过电化学的方法，即在熔融盐中借助电子的力量，把化合物中的氧以离子的形式脱出的一种方法，有效地降低钛中的氧是关键。今后的课题不仅仅是控制杂质，还要确立熔融盐与钛有效分离的方法。 利用钛粉的工艺连续化。

在卤化物热还原法的有效应用中，还研究了直接向熔融盐中吹入四氯化钛，制造粉末状钛的方式。使用高速搅拌装置，在利用氯化镁熔融盐的开发中，去除反应热也很容易。今后的重要课题是开发连续回收粉末钛的方式。作为钛的新的冶炼方法的一种可能性，氧化物直接还原法（ffc法等）、卤化物的氯化法(丰桥理科大学所使用的电渣重熔方法) 、向熔融盐中直接吹入氧化物的方法、气相还原法、热分解法等都是很有意义的反应。

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