本文主要研究内容
作者朱槿（2019）在《HAMR法高品质TiO2原料制备及金属钛粉晶格氧控制研究》一文中研究指出：金属钛物理化学性质优异,被称为“未来金属”,应用前景广阔。钛与氧化学结合力强,金属镁难以对氧化钛中氧进行深度脱除,因此现有金属钛生产方法是以四氯化钛镁热还原为核心的Kroll法。基于H可降低Ti-O固溶体热力学稳定性的原创性发现,美国犹他大学提出了 Ti02镁热还原直接制备低氧含量金属钛粉的新方法(称为氢气协同镁热还原法,Hydrogen Assisted Magnesiothermic Reduction,简称HAMR法)。为制备氧含量低、颗粒尺寸均匀的高品质金属钛粉,HAMR法对前驱体二氧化钛及金属钛粉晶格氧含量有严格要求。本论文针对HAMR法要求的高品质TiO2原料制备及金属钛粉晶格氧控制的需求,基于低价钛氧化合物能被稀酸分解的特性,提出了富钛料铝热弱还原-稀酸溶钛-富钛液水解制备高品质二氧化钛的新方法。本论文重点开展新方法工艺研究,以及纯氢气气氛下镁热脱氧平衡研究,以为HAMR法的进一步优化提供理论依据。论文取得的主要创新成果如下:(1)采用热力学软件HSC Chemistry 6.0对金属铝热还原二氧化钛过程的热力学计算结果表明,A1用量对生成的低价钛氧化合物的组成影响显著,随着A1用量增多,生成的钛氧化合物中钛的价态越低。实验研究证实,二氧化钛铝热还原过程中钛氧化合物呈现Ti02-→Ti305→Ti2O3→TiO→Ti60→→Ti3Al的变化趋势。(2)以二氧化钛为原料,研究了主要工艺参数对铝热还原二氧化钛效果、稀酸溶钛的影响规律,获得了优化的还原和酸浸条件。在Al/Ti摩尔比为0.45、温度为900 ℃C、时间为4h、摩尔比为1:1的NaCl-KCl低温共熔盐的优化还原条件下,钛以Ti203和TiO、铝以氧化铝刚玉相存在;在6mol/LHCl,90 ℃和200 min的酸浸条件下,钛溶出率为99.59%,铝溶出率为3.657%。(3)以四氯化钛为原料,研究了主要工艺参数对富钛液水解制备高品质二氧化钛工艺的影响规律,获得了优化的水解条件;在温度为100 ℃,初始钛离子浓度为80 g/L、初始游离酸浓度为3 mol/L、时间为24h的优化条件下,制得的钦酸颗粒呈类球形、尺寸均匀分布在30μm左右、表面光滑、流动性好,水解产率达99%以上。(4)采用高钛渣对铝热弱还原-稀酸溶钛-富钛液水解制备高品质二氧化钛新方法进行了全流程验证。结果表明,在优化条件下,钛溶出率为92.45%,铝溶出率为7.69%,制得的钛酸颗粒球形度好、粒度分布均匀,新方法稀酸可循环使用,环境优势明显。(5)研究了颗粒尺寸、反应时间、原料配比等动力学因素对脱氧过程的影响,获得了 700-850 ℃纯氢气气氛下镁热脱氧平衡条件。在优化脱氧条件下,获得了纯氢气气氛中,700、750、800、850 ℃时与MgO氧势基本相当的Ti-O-H三元固溶体的化学组成为 TiO0.0252H2.0043、TiO0.0289H1.6640、TiO0.0425H1.3692、TiO0.1395H1.1215。
Abstract
jin shu tai wu li hua xue xing zhi you yi ,bei chen wei “wei lai jin shu ”,ying yong qian jing an kuo 。tai yu yang hua xue jie ge li jiang ,jin shu mei nan yi dui yang hua tai zhong yang jin hang shen du tuo chu ,yin ci xian you jin shu tai sheng chan fang fa shi yi si lv hua tai mei re hai yuan wei he xin de Krollfa 。ji yu Hke jiang di Ti-Ogu rong ti re li xue wen ding xing de yuan chuang xing fa xian ,mei guo you ta da xue di chu le Ti02mei re hai yuan zhi jie zhi bei di yang han liang jin shu tai fen de xin fang fa (chen wei qing qi xie tong mei re hai yuan fa ,Hydrogen Assisted Magnesiothermic Reduction,jian chen HAMRfa )。wei zhi bei yang han liang di 、ke li che cun jun yun de gao pin zhi jin shu tai fen ,HAMRfa dui qian qu ti er yang hua tai ji jin shu tai fen jing ge yang han liang you yan ge yao qiu 。ben lun wen zhen dui HAMRfa yao qiu de gao pin zhi TiO2yuan liao zhi bei ji jin shu tai fen jing ge yang kong zhi de xu qiu ,ji yu di jia tai yang hua ge wu neng bei xi suan fen jie de te xing ,di chu le fu tai liao lv re ruo hai yuan -xi suan rong tai -fu tai ye shui jie zhi bei gao pin zhi er yang hua tai de xin fang fa 。ben lun wen chong dian kai zhan xin fang fa gong yi yan jiu ,yi ji chun qing qi qi fen xia mei re tuo yang ping heng yan jiu ,yi wei HAMRfa de jin yi bu you hua di gong li lun yi ju 。lun wen qu de de zhu yao chuang xin cheng guo ru xia :(1)cai yong re li xue ruan jian HSC Chemistry 6.0dui jin shu lv re hai yuan er yang hua tai guo cheng de re li xue ji suan jie guo biao ming ,A1yong liang dui sheng cheng de di jia tai yang hua ge wu de zu cheng ying xiang xian zhe ,sui zhao A1yong liang zeng duo ,sheng cheng de tai yang hua ge wu zhong tai de jia tai yue di 。shi yan yan jiu zheng shi ,er yang hua tai lv re hai yuan guo cheng zhong tai yang hua ge wu cheng xian Ti02-→Ti305→Ti2O3→TiO→Ti60→→Ti3Alde bian hua qu shi 。(2)yi er yang hua tai wei yuan liao ,yan jiu le zhu yao gong yi can shu dui lv re hai yuan er yang hua tai xiao guo 、xi suan rong tai de ying xiang gui lv ,huo de le you hua de hai yuan he suan jin tiao jian 。zai Al/Tima er bi wei 0.45、wen du wei 900 ℃C、shi jian wei 4h、ma er bi wei 1:1de NaCl-KCldi wen gong rong yan de you hua hai yuan tiao jian xia ,tai yi Ti203he TiO、lv yi yang hua lv gang yu xiang cun zai ;zai 6mol/LHCl,90 ℃he 200 minde suan jin tiao jian xia ,tai rong chu lv wei 99.59%,lv rong chu lv wei 3.657%。(3)yi si lv hua tai wei yuan liao ,yan jiu le zhu yao gong yi can shu dui fu tai ye shui jie zhi bei gao pin zhi er yang hua tai gong yi de ying xiang gui lv ,huo de le you hua de shui jie tiao jian ;zai wen du wei 100 ℃,chu shi tai li zi nong du wei 80 g/L、chu shi you li suan nong du wei 3 mol/L、shi jian wei 24hde you hua tiao jian xia ,zhi de de qin suan ke li cheng lei qiu xing 、che cun jun yun fen bu zai 30μmzuo you 、biao mian guang hua 、liu dong xing hao ,shui jie chan lv da 99%yi shang 。(4)cai yong gao tai zha dui lv re ruo hai yuan -xi suan rong tai -fu tai ye shui jie zhi bei gao pin zhi er yang hua tai xin fang fa jin hang le quan liu cheng yan zheng 。jie guo biao ming ,zai you hua tiao jian xia ,tai rong chu lv wei 92.45%,lv rong chu lv wei 7.69%,zhi de de tai suan ke li qiu xing du hao 、li du fen bu jun yun ,xin fang fa xi suan ke xun huan shi yong ,huan jing you shi ming xian 。(5)yan jiu le ke li che cun 、fan ying shi jian 、yuan liao pei bi deng dong li xue yin su dui tuo yang guo cheng de ying xiang ,huo de le 700-850 ℃chun qing qi qi fen xia mei re tuo yang ping heng tiao jian 。zai you hua tuo yang tiao jian xia ,huo de le chun qing qi qi fen zhong ,700、750、800、850 ℃shi yu MgOyang shi ji ben xiang dang de Ti-O-Hsan yuan gu rong ti de hua xue zu cheng wei TiO0.0252H2.0043、TiO0.0289H1.6640、TiO0.0425H1.3692、TiO0.1395H1.1215。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)的朱槿，发表于刊物中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文，是一篇关于金属钛论文,二氧化钛论文,铝热还原论文,脱氧论文,中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：金属钛论文; 二氧化钛论文; 铝热还原论文; 脱氧论文; 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文;