Metòd preparasyon nan bouyon metal Titàn

Titàn ak alyaj li yo gen pwopriyete ekselan tankou rezistans korozyon dansite ki ba ak rezistans tanperati ki wo. Endistri Titàn mondyal la ap fè eksperyans tranzisyon soti nan yon modèl sèl ak ayewospasyal kòm mache prensipal la nan yon modèl divèsifye ki konsantre sou devlopman metaliji, enèji, transpò, endistri chimik, byomedsin ak lòt domèn sivil. Koulye a, mond lan ka pote soti nan pwodiksyon endistriyalize nan Titàn nan sèlman kèk peyi tankou Etazini, Japon, Larisi, Lachin ak lòt peyi yo, total pwodiksyon anyèl nan mond lan nan Titàn se sèlman kèk dizèn de milye tòn. Men, paske nan valè estratejik enpòtan nan Titàn ak estati a nan ekonomi nasyonal la, Titàn pral vin monte nan fè, aliminyòm, apre "twazyèm metal la", 21yèm syèk la pral syèk la nan Titàn.

Metòd pwodiksyon aktyèl Titàn pwodiksyon aktyèl Titàn lè l sèvi avèk metòd metal tèmik rediksyon, ki refere a itilize nan metal reduktan (R) ak oksid metal oswa klori (MX) nan reyaksyon an prepare metal M. Deja endistriyalize pwodiksyon nan metòd metaliji Titàn pou mayezyòm nan metòd rediksyon tèmik (metòd Kroll) ak metòd rediksyon tèmik sodyòm (metòd Hunter). Paske metòd Hunter a pi chè pase metòd Kroll, metòd la sèlman ki kounye a lajman itilize nan endistri a se metòd Kroll, ki te kritike depi devlopman li an 1948 pou pri segondè li yo ak efikasite rediksyon ki ba. Mwatye yon syèk pita, pwosesis la pa te fondamantalman chanje, se toujou pwodiksyon tanzantan, echwe pou pou reyalize pwodiksyon an nan kontinyèl.

Titàn metal pwodiksyon metòd nouvo tandans nan endistri Titàn nan lemonn apre dè dekad nan devlopman, byenke metòd Kroll ak Hunter metòd pou yon seri de amelyorasyon, men yo se operasyon tanzantan, ti amelyorasyon pa ka siyifikativman redwi pri a nan Titàn. Se poutèt sa, yo ta dwe devlope yon nouvo, pri ki ba pwosesis kontinyèl yo nan lòd yo fondamantalman rezoud pwoblèm nan nan depans pwodiksyon segondè. Pou sa ka fèt, chèchè yo te fè yon gwo kantite eksperyans ak etid. Rechèch aktyèl la konsantre sou metòd sa yo: metòd rediksyon elektwochimik yo nan lòd yo diminye depans, moun ki nan Titàn metal rechèch deoksidasyon dirèk. Gen kèk moun ki aletranje itilize metòd elektwochimik pou diminye konsantrasyon oksijèn solid ki fonn nan Titàn nan limit deteksyon (500 ppm) anba a. Yo kwè ke nan pwosesis dezoksidasyon elektwochimik, kalsyòm deoxidizer pwodui nan elektwoliz sèl klori kalsyòm fonn, epi O2- presipite nan fòm CO2 oswa CO nan anod la. Nouvo metòd sa a pou pirifye segondè yo itilize pa sèlman pou deoxygenation nan Titàn, men tou, pou metal latè ra tankou itrium ak neyodim, epi li ka diminye kontni oksijèn nan 10 ppm.

Metòd elèktrochimik endistriyalizasyon pwosesis eksperimantal la se: premye a tout, poud gaz Titàn ak depoze oswa presyon bòdi, sintered pou katod a, grafit kòm anod la, CaCl2 kòm sèl la fonn, nan grafit oswa Titàn creuze pou elektwoliz. Vòltaj la aplike se 2.8V a 3.2V, ki pi ba pase vòltaj dekonpozisyon CaCl2 (3.2V a 3.3V). Apre yon sèten tan nan elektwoliz, katod la chanje soti nan blan nan gri, ak transfòmasyon nan 0.25 μm TiO2 a 12 μm eponj Titàn te obsève anba SEM. Rezon prensipal pou itilize klori kalsyòm kòm sèl la fonn se pri ki ba li yo ak solubilite li pou O2-, ki fè Titàn presipite a pa fasil pou soksid; Anplis de sa, CaCl2 se ki pa toksik ak ki pa polisyon nan anviwònman an.

Konpare ak elektwoliz sèl TiCl4 fonn, matyè premyè yo itilize nan metòd sa a se oksid olye ke klori temèt, kidonk pwosesis preparasyon an ka senplifye, ak bon jan kalite a nan pwodwi yo wo; pa pral gen okenn reyaksyon redox ant iyon yo valans Titàn; gaz la presipitasyon anod se pi bon kalite oksijèn (anod inaktif) oswa yon melanj de CO ak CO2 (anod grafit), ki se fasil kontwole ak ki pa polisyon.

Metòd sa a pa sèlman ankouraje reyaksyon an rediksyon tou pre katod la, men tou, deoksidize Titàn ki te jwenn nan rediksyon an. Metòd sa a konbine rediksyon elektwolitik dirèk nan oksid ak deoksijenasyon elektwochimik, ki se yon nouvo metòd pou prepare Titàn, e li te vin metòd ki pi remakab nan pwosesis ekstraksyon Titàn. Dapre done yo nan papye a pibliye nan jounal Britanik Nature nan 2000, li estime ke itilizasyon metòd sa a diminye pri pwodiksyon an nan eponj Titàn pa apeprè 13,000 dola ameriken pou chak tòn. , ak aktyèl pwodiksyon mondyal total de 50,000 a 60,000 tòn pral ekonomize 770 milyon dola ameriken pa ane nan depans pwodiksyon si li chanje nan pwodiksyon an nan metòd elektwochimik sa a.

Metòd Armstrong Amstrong et al. amelyore metòd Hunter, fè li yon pwosesis pwodiksyon kontinyèl. Pwosesis la se jan sa a: gaz TiCl4 premye enjekte nan yon eksè de sodyòm fonn, ki aji kòm yon ajan refwadisman diminye pwodwi a epi pote li nan pwosesis la separasyon. Retire sodyòm ak sèl la pou jwenn poud Titàn pwodwi a. Kontni oksijèn nan pwodwi a se osi ba ke 0.2%, rive nan estanda a nan Titàn segondè. Yon ti amelyorasyon nan pwosesis la ka pwodwi VTi, AlTi alyaj. Konpare ak metòd Hunter a, metòd sa a gen avantaj ki genyen nan pwodiksyon kontinyèl, envestisman ki ba, yon pakèt aplikasyon pou pwodwi, ak sous-pwodwi yo dekonpoze an sodyòm ak klò ka resikle.

Metòd rediksyon elektwolitik TiCl4 Soti nan pèspektiv nan pwosesis elektwolitik, itilizasyon metòd elektwolitik TiCl4 siperyè tou de metòd Kroll ak Hunter. Se poutèt sa, depi nan konmansman an nan devlopman nan metòd rediksyon tèmik Kroll a, gen lide nan transfòme pwosesis la SMELTING Titàn nan yon metòd elektwolitik.

TiCl4 metòd rediksyon elektwolitik se youn nan sèlman ki te yon fwa te panse yo dwe yon ranplasman posib pou pwosesis Kroll la, Etazini, ansyen Inyon Sovyetik la, Japon, Lafrans, Itali, Lachin ak sou sa te pote soti alontèm ak nan-. rechèch pwofondè sou li. Metòd rediksyon elektwolitik TiCl4 teknikman oblije konvèti TiCl4 nan yon klori ba-valent nan Titàn epi fonn li nan fonn lan, epi an menm tan an, li nesesè separe zòn nan katod ak zòn anod la epi fè tank elektwolitik la sele. .

Moun Italyen yo ap travay sou elektwoliz TiCl4, yo analize done elektwoliz klorinasyon yo epi yo te jwenn ke lè tanperati a pi wo pase 900 degre, pa gen Ti2+ oswa Ti3+ nan elektwolit la, men se sèlman Ti. 4+ ak Ti. Pwosesis elektwoliz etabli sou baz sa a se jan sa a: gaz TiCl4 sou fòm piki nan yon elektwolit milti-kouch epi absòbe. Kouch milti-faz sa a konsiste de iyon potasyòm, kalsyòm, Titàn, klò ak fliyò osi byen ke potasyòm ak kalsyòm, epi li separe katod Titàn nan anod grafit la. Titàn likid ki te pwodwi nan kouch ki pi ba a koule nan fon beny lan nan yon creuset kwiv ak refwadisman dlo pou fòme lengote. Sepandan, pite a nan Titàn la jwenn pa metòd sa a se pa wo ak efikasite a se ba.

Outlook gen pèfòmans siperyè ak resous abondan nan Titàn soti nan dezyèm mwatye nan 20yèm syèk la kòm yon atansyon materyèl ideyal, men byen lwen tèlman pa te soti nan metal yo ra soti nan pwodiksyon anyèl nan mond lan nan Titàn se sèlman dè dizèn de milye de tòn. Paske metòd Kroll la se diminye tetrachloride Titàn ak metal mayezyòm pou jwenn metal Titàn eponj, makonnen ak pwosesis la long, iterasyon nan pwosesis miltip ak lòt faktè, sa ki lakòz gwo pri nan eponj Titàn, ki afekte aplikasyon an nan Titàn nan divès endistri, se konsa ke li poko te popilarize pou itilize nan zòn aplikasyon anpil. Sepandan, nou kwè ke ak devlopman nan syans ak teknoloji, Titàn metal nouvo devlopman pwosesis pwodiksyon, rediksyon pri pwodiksyon, ekspansyon echèl pwodiksyon, 21yèm syèk la pral vrèman vin syèk la nan Titàn.