电化学还原法制备金属钛的反应历程研究  

Reaction Mechanism on Electrochemical Reduction of TiO_2 to Titanium

作　　者：王碧侠[1] 兰新哲[1] 赵西成[1] 张静[1] 

机构地区：[1]西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心,陕西西安710055

出　　处：《稀有金属》2010年第4期618-623,共6页Chinese Journal of Rare Metals

基　　金：国家自然科学基金重点项目(50434030)资助

摘　　要：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。The electrochemical deoxidation method of producing titanium metal from solid TiO2 was simple and low cost.The reaction mechanism of the electrochemical reduction of titanium dioxide(TiO2) to titanium metal(Ti) in molten calcium chloride was studied.Partially reduced cathode products were obtained by terminating the electrolysis process after different reaction times,and were charac-terized by XRD,SEM and EDS.The results showed that the electrochemical reduction of TiO2 was developed gradually from high-ord...

关 键 词：金属钛 二氧化钛 电化学还原 反应历程 

分 类 号：TF823[冶金工程—有色金属冶金]