电化学还原法制备金属钛的反应历程研究

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• 出版年：2010
• 作者：王碧侠；兰新哲；赵西成；张静
• 单位1：西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心
• 出生年：1976
• 学历：硕士
• 职称：副教授
• 语种：中文
• 作者关键词：金属钛；二氧化钛；电化学还原；反应历程
• 起始页：618
• 总页数：6
• 经费资助：国家自然科学基金重点项目（50434030）资助
• 刊名：稀有金属
• 是否内版：否
• 刊频：双月刊
• 创刊时间：1977
• 主管单位：中国有色金属工业协会
• 主办单位：北京有色金属研究总院
• 主编：屠海令
• 地址：北京新街口外大街2号
• 邮编：100088
• 电子信箱：xxsf@grinm.com；rmchina@263.net
• 卷：34
• 期：4
• 期刊索取号：P755.06 709-1
• 数据库收录：中文核心期刊；冶金工业类核心期刊；SCOPUS数据库源期刊；美国化学文摘（CA）收录期刊；中国科技论文统计源期刊；中国科学引文数据库源期刊；中国物理学文献数据库源期刊
• 核心期刊：中文核心期刊；冶金工业类核心期刊

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12h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12h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。