一种氢气还原TiO2联合熔盐电解Ti4O7制备金属钛的方法技术

本发明专利技术公开了一种氢气还原TiO2联合熔盐电解Ti4O7制备金属钛的方法，该方法采用二氧化钛为原料，选用氢气作为还原剂在1300～1400℃的温度下与二氧化钛原料发生气固还原反应，还原产物为Ti4O7粉末；以无水氯化钙作为熔盐、石墨为阳极、还原得到的Ti4O7粉末为阴极，阴阳极之间施加3.1V的直流电压，在900℃的惰性气氛下电解3小时即可得到金属钛。本发明专利技术实现了短时间电解制备金属钛的目的，具有生产效率高、能耗低和绿色清洁等优点，存在实现工业化的潜力。

A method for preparing titanium metal by hydrogen reduction TiO2 combined with molten salt electrolysis Ti4O7

The present invention discloses TiO2 combined with molten salt electrolysis Ti4O7 preparation method of a titanium hydrogen reduction, the method of using titanium dioxide as raw materials, using hydrogen as the reducing agent at a temperature of 1300~1400 DEG C and TiO2 raw material gas solid reduction reaction, the reduction product of Ti4O7 powder; with anhydrous calcium chloride as molten salt, stone Ink for Ti4O7 powder were obtained by reduction of anode, cathode, 3.1V DC voltage applied between the anode and cathode in an inert atmosphere, 900 DEG C under 3 hours of titanium electrolysis. The invention realizes short time electrolytic preparation of titanium metal, with high production efficiency, low energy consumption and green cleaning and other advantages, existing industrialized potential.

【技术实现步骤摘要】
一种氢气还原TiO2联合熔盐电解Ti4O7制备金属钛的方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种氢气还原TiO2联合熔盐电解Ti4O7制备金属钛的方法。
技术介绍
钛作为一种性能优越的金属，具有比强度高、抗腐蚀性好、耐高温等一系列优良特性，可广泛应用于航空航天、核反应堆、化工、石油、冶金及船舶等领域，是提高国防装备水平、增强国际竞争力不可或缺的重要战略资源。钛在地壳中的含量十分丰富，在结构金属中位列第四位，仅次于铝、铁、镁。可见钛资源并不稀缺，但钛还是存在成本居高不下的问题，这主要是由于钛的制备工艺过于复杂，过高的生产成本导致金属钛的应用范围受到了很大的限制。但由于其丰富的储量和优良的性能，钛仍然具有广阔的应用前景，因此对于制钛工艺的改进一直以来都受到研究者们广泛的关注。目前，工业上钛的生产方法主要还是Kroll法和Hunter法，主要是将钛矿物经过氯化工序后得到TiCl4，随后在通入氩气的惰性气氛中用金属还原剂M(镁或钠)来还原TiCl4得到金属钛，再通过真空蒸馏分离去除金属还原剂M和氯化物，即可获得金属钛，氯化物经过熔盐电解后又会得到金属还原剂M和Cl2。但该方法同时也存在生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢气还原TiO2联合熔盐电解Ti4O7制备金属钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将TiO2粉末平铺于刚玉容器中，放入密封空间加热，使密封空间在惰性气氛下升温至1300℃；2)通入氢气并在1300～1400℃下保温2小时，以进行还原反应；再通入惰性气体，使密封空间在惰性气氛下自然冷却至室温，制得Ti4O7粉末，备用；3)向管式电解炉内通入氩气以形成惰性气氛，再将电解炉升温到900℃并保温30min；4)将两根金属钼棒分别作为阳极和阴极插入熔盐中进行预电解，以去除熔盐中的杂质；5)以石墨棒作为阳极、以金属网包裹的Ti4O7粉末作为阴极，在阴极和阳极之间施加3.1V的直流电压，在900...

【技术特征摘要】
1.一种氢气还原TiO2联合熔盐电解Ti4O7制备金属钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将TiO2粉末平铺于刚玉容器中，放入密封空间加热，使密封空间在惰性气氛下升温至1300℃；2)通入氢气并在1300～1400℃下保温2小时，以进行还原反应；再通入惰性气体，使密封空间在惰性气氛下自然冷却至室温，制得Ti4O7粉末，备用；3)向管式电解炉内通入氩气以形成惰性气氛，再将电解炉升温到900℃并保温30min；4)将两根金属钼棒分别作为阳极和阴极插入熔盐中进行预电解，以去除熔盐中的杂质；5)以石墨棒作为阳极、以金属网包裹的Ti4O7粉末作为阴极，在阴极和阳极之间施加3.1V的直流电压，在900℃的惰性气氛下进行电解3h以上，然后将阴极提出熔盐，于惰性气氛下随炉冷却至室温，金属网内的物质即为金属钛。2.根据权利要求1所述的氢气还原TiO2联合熔盐电解Ti4O7制备金属钛的方法，其特征在于，还包括步骤6)：打开金属网，洗掉残留在金属钛表面的熔盐，再将金属钛置于100℃的烘箱中保温3h。3.根据权利要求1所述的氢气还原TiO2联合熔盐电解Ti4O7制备金属钛的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：扈玫珑，马通祥，胡蒙均，李朝东，
申请(专利权)人：重庆大学，重庆京苔企业管理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50