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新材料
TiO2熔盐电解生产海绵钛新技术


一、项目成熟阶段:生长期

二、项目来源:杰出青年基金、973项目

三、概况

    海绵钛提取新工艺是冶金领域近年来的热点研究课题。基于剑桥FFC工艺的原理,通过近5年的大量研究,课题组开发成功了一种TiO2直接还原生产海绵钛的新技术。实验室规模试验研究结果表明:TiO2阴极电化学还原得到氧含量为0.1%左右的金属钛,达到了我国海绵钛的质量要求。新工艺的能耗仅是现行工艺的一半左右。

四、技术特点

    新工艺完全不同于熔盐电极TiCl4制取钛的方法,是一种直接把钛与氧分开而得到金属钛的新方法,不使用和不产生像氯气和TiCl4这些强腐蚀性且污染环境的化学物质,是一种绿色新工艺。新工艺以多孔TiO2固体为阴极,碳质材料为阳极,熔融的CaCl2为电解质,电解时阴极TiO2被分解为海绵状的金属钛和氧离子,后者溶解于电解质中并经电解质到阳极放电析出氧气。由于该法直接从TiO2电解得到海绵钛,极大地简化了工艺流程及设备,有效地缩短了生产周期、降低了能耗和生产成本。特别是电解过程没有氯气的放出,避免了污染的产生,具有短流程、低能耗、低成本、无污染等特点,是一种新型的无污染绿色冶金新技术,因此充分显示了其优越性。关键技术:阴极制备技术,电解槽设计技术,熔盐组成,电解工艺参数控制技术。

五、专利和进展情况

    进行了公斤级实验室试验。

六、市场分析

    金属钛广泛应用于航空航天工业,并逐步向民用钛应用领域开拓,如化工、船舶、汽车、体育娱乐器材、医疗器械、轻工业、建筑业等,显示出巨大的发展潜力。目前我国无论产品产量、品种还是技术水平都不能满足国民经济发展的需求,钛材的进口量一直大于出口量,且其价格和需求量呈逐年稳步递增的态势。

七、合作方式

    技术转让或合作开发。

八、产业化所需条件

    进行工业放大验证实验。