CaCl 2 -NaCl和CaCl 2 体系电解还原钛铁矿制备钛铁的研究
发布时间：2023-04-23 09:57
钛铁合金在储氢合金、磁性材料等功能材料的制备及钢铁工业中具有广阔的应用前景。然而,目前钛铁合金的生产存在着原料要求苛刻、工艺复杂、设备要求高等缺点,导致其生产成本居高不下。FFC法做为一种新的制备钛铁合金的电化学还原技术,由于具有制备流程短、劳动力需求量低以及环境友好等优点,受到国内外学者的广泛关注。本文采用FFC工艺,以钛铁矿为原料在等摩尔的CaCl2-NaCl熔盐中进行电解还原,直接将钛铁矿转化为钛铁合金。研究了烧结温度、电解时间、槽电压、电解温度以及CaO加入量对电解过程及产物的影响。结果表明：在400～11000C的烧结温度范围内,钛铁矿阴极的孔隙率随着烧结温度的升高而减小。当烧结温度过低时,制备得到的钛铁矿阴极强度很低,这将导致电解过程中经过熔盐浸泡的阴极片从钼棒上脱落成粉并堆积在反应器底部,使钛铁矿不能被还原。当烧结温度过高时,阴极孔隙率很低,会造成阴极片内部与熔盐的接触不好,从而阻碍熔盐中离子迁移并导致钛铁矿还原不完全。研究发现,阴极片的最佳烧结温度为800～900℃。电解时间是影响钛铁矿还原的一个重要因素。当电解温度为800℃,槽电压为3.2V时,电解钛铁矿1h后其产物...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 钛资源的分布
1.2 钛及钛合金的发展及应用
1.3 钛铁合金的工业制备及发展趋势
1.3.1 钛铁合金工业制备
1.3.2 钛铁合金新型制备方法
1.4 研究意义及内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第二章 实验原料及设备
2.1 实验原料
2.1.1 合成钛铁矿的制备
2.1.2 合成钛铁矿的表征
2.1.3 钛精矿的表征
2.2 阴极的制备
2.2.1 合成钛铁矿为原料的阴极制备
2.2.2 钛精矿为原料的阴极制备
2.3 熔盐选择
2.4 阳极材料的选择
2.5 电解装置
2.5.1 电解钛铁矿装置
2.5.2 电解钛精矿装置
2.6 电解过程
2.6.1 预电解阶段
2.6.2 电解阶段
2.6.3 电解产物的后期处理
2.7 实验药品与实验仪器
2.7.1 实验药品
2.7.2 实验仪器
第三章 钛铁矿电解还原的热力学分析
3.1 引言
3.2 热力学分析与计算
3.3 本章小结
第四章 CaCl2-NaCl熔盐电解钛铁矿制备钛铁合金
4.1 引言
4.2 烧结温度对电解过程的影响
4.2.1 烧结实验过程
4.2.2 烧结温度对阴极孔隙率的影响
4.2.3 烧结温度对钛铁矿物相及微观结构的影响
4.2.4 烧结温度对电解产物物相的影响
4.2.5 烧结温度对电解产物形貌影响
4.3 电解时间对电解过程的影响
4.3.1 不同时间下的时间-电流曲线
4.3.2 时间对电解产物的影响
4.3.3 不同时间下电解产物形貌的分析
4.4 电解电压对电解过程的影响
4.4.1 电解电压对电流的影响
4.4.2 电解电压对电解产物物相的影响
4.4.3 不同电压下的电解产物形貌分析
4.5 电解温度对电解钛铁矿制备钛铁合金的影响
4.5.1 电解温度对电流的影响
4.5.2 电解温度对电解产物的影响
4.5.3 不同电解温度下的电解产物形貌分析
4.6 CaO加入量对电解过程的影响
4.6.1 热力学分析
4.6.2 CaO加入量对电解电流的影响
4.6.3 不同CaO加入量下的电解产物
4.6.4 产物形貌分析
4.7 本章小结
第五章 CaCl2熔盐电解钛精矿制备钛铁合金的研究
5.0 引言
5.1 电解装置
5.2 不同电解装置电解不同制备方式的钛精矿可行性探究
5.2.1 电解质的确定
5.2.2 电解片状钛精矿
5.2.3 电解球团钛精矿
5.2.4 电解钛精矿粉末
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
致谢
参考文献
附录A：攻读硕士研究生期间发表的论文
附录B：攻读硕士研究生期间参与研究的项目
本文编号：3799485
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 钛资源的分布
1.2 钛及钛合金的发展及应用
1.3 钛铁合金的工业制备及发展趋势
1.3.1 钛铁合金工业制备
1.3.2 钛铁合金新型制备方法
1.4 研究意义及内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第二章 实验原料及设备
2.1 实验原料
2.1.1 合成钛铁矿的制备
2.1.2 合成钛铁矿的表征
2.1.3 钛精矿的表征
2.2 阴极的制备
2.2.1 合成钛铁矿为原料的阴极制备
2.2.2 钛精矿为原料的阴极制备
2.3 熔盐选择
2.4 阳极材料的选择
2.5 电解装置
2.5.1 电解钛铁矿装置
2.5.2 电解钛精矿装置
2.6 电解过程
2.6.1 预电解阶段
2.6.2 电解阶段
2.6.3 电解产物的后期处理
2.7 实验药品与实验仪器
2.7.1 实验药品
2.7.2 实验仪器
第三章 钛铁矿电解还原的热力学分析
3.1 引言
3.2 热力学分析与计算
3.3 本章小结
第四章 CaCl2-NaCl熔盐电解钛铁矿制备钛铁合金
4.1 引言
4.2 烧结温度对电解过程的影响
4.2.1 烧结实验过程
4.2.2 烧结温度对阴极孔隙率的影响
4.2.3 烧结温度对钛铁矿物相及微观结构的影响
4.2.4 烧结温度对电解产物物相的影响
4.2.5 烧结温度对电解产物形貌影响
4.3 电解时间对电解过程的影响
4.3.1 不同时间下的时间-电流曲线
4.3.2 时间对电解产物的影响
4.3.3 不同时间下电解产物形貌的分析
4.4 电解电压对电解过程的影响
4.4.1 电解电压对电流的影响
4.4.2 电解电压对电解产物物相的影响
4.4.3 不同电压下的电解产物形貌分析
4.5 电解温度对电解钛铁矿制备钛铁合金的影响
4.5.1 电解温度对电流的影响
4.5.2 电解温度对电解产物的影响
4.5.3 不同电解温度下的电解产物形貌分析
4.6 CaO加入量对电解过程的影响
4.6.1 热力学分析
4.6.2 CaO加入量对电解电流的影响
4.6.3 不同CaO加入量下的电解产物
4.6.4 产物形貌分析
4.7 本章小结
第五章 CaCl2熔盐电解钛精矿制备钛铁合金的研究
5.0 引言
5.1 电解装置
5.2 不同电解装置电解不同制备方式的钛精矿可行性探究
5.2.1 电解质的确定
5.2.2 电解片状钛精矿
5.2.3 电解球团钛精矿
5.2.4 电解钛精矿粉末
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
致谢
参考文献
附录A：攻读硕士研究生期间发表的论文
附录B：攻读硕士研究生期间参与研究的项目
本文编号：3799485
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3799485.html
