[發(fā)明專利]一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310261193.1
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103305875A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊建紅;秦慶東;穆天柱;王芳平;鄧斌;孫鳳娟;朱福興
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C25C3/28
• 分類號: C25C3/28
• 代理公司: 中國有色金屬工業(yè)專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術(shù)領(lǐng)域

一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法，涉及一種熔鹽電解制備金屬鈦的TiO_xC_y復(fù)合陽極的制備方法。

背景技術(shù)

鈦是重要的稀有金屬材料之一，因其密度小、比強度高、耐熱、無磁、可焊等眾多優(yōu)點。在航空、航天、石油、化工、冶金、醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，尤其是航空航天領(lǐng)域，鈦金屬成為舉足輕重材料。我國的鈦資源非常豐富，儲量居世界第一。雖然鈦資源非常豐富，但海綿鈦的生產(chǎn)能力僅占世界的2％～3％．遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。因此，提高海綿鈦工業(yè)生產(chǎn)能力已成為當(dāng)務(wù)之急。

目前，工業(yè)生產(chǎn)金屬鈦的唯一方法是鎂熱還原法制備，亦稱Kroll法。該工藝是非連續(xù)的，在生產(chǎn)過程中必須對反應(yīng)進(jìn)行裝料、高溫加熱以及卸料等操作。Kroll法最大的缺點是流程長、工序多、不能連續(xù)生產(chǎn)，以致海綿鈦的成本居高不下，生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染大，影響了鈦的應(yīng)用。

直接電解法是人們一直設(shè)想采用的方法，學(xué)者們也進(jìn)行了多種嘗試，其中TiO_xC_y復(fù)合陽極直接電解法（又稱MER工藝）制備金屬鈦的方法具有成本低、效率高、無污染都優(yōu)點受到了廣泛的關(guān)注。該工藝主要流程主要是以TiO₂和碳粉或者相關(guān)物質(zhì)作為基本原料，通過熱還原的方式還原成TiO_xC_y，然后以TiO_xC_y作為陽極進(jìn)行電解，制備金屬純鈦。Withers（美國專利US?2005/0166706?A1，US7410562，US7794580）研究了通過TiO₂和碳粉制備復(fù)合陽極材料，進(jìn)而電解提取金屬鈦；朱鴻民等人（中國專利CN1712571A，CN101187042A）研究了以鈦復(fù)合礦、TiO₂和碳粉以及TiO₂和碳化鈦為原料，制備復(fù)合陽極，然后進(jìn)行電解提取鈦；此外還有其它學(xué)者對此也進(jìn)行了大量研究工作（中國專利CN1664173A）。但是，以上的研究都是針對電解法制取金屬鈦的總體概括性的工藝流程，而對于具體各步工藝過程，尤其是能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)的高效可行的TiO_xC_y復(fù)合陽極整體成形工藝還沒有開展相關(guān)的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種流程簡單，成品率高，成形效率高的熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法，其特征在于其制備過程的步驟包括：

1）以TiO_xC_y為基本原料，以石蠟、PVA作為稀釋劑，制成漿料；?

2）將漿料注入到擠壓機(jī)中采用擠出模壓成形的方式制備出所需形狀的陽極坯料；

3）將坯料高溫?zé)Y(jié)成形，制備出電解鈦所需陽極。

本發(fā)明的一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法，其特征在于其原料TiO_xC_y的粒徑小于100微米。

本發(fā)明的一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法，其特征在于制漿過程選用石蠟和PVA中的任意一種或者兩種混合作為稀釋劑，稀釋劑在漿料中的重量百分比為1%-70%。?

本發(fā)明的一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法，其特征在于制漿過程制度得的漿料的運動粘度大于10^-6m²/S，小于0.1?m²/S。

本發(fā)明的一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法，其特征在于坯料高溫?zé)Y(jié)成形過程的燒結(jié)溫度為600-2000℃，燒結(jié)條件為真空或者惰性氣體氣氛中。

本發(fā)明的一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法，其特征在于其TiO_xC_y中的0<X<2，0<Y≤1。

本發(fā)明的一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法通過簡單的工藝流程完成了電解鈦復(fù)合陽極的成形過程，加速了直接電解鈦的工業(yè)化進(jìn)程。

具體實施方式

一種熔鹽電解制備金屬鈦的陽極的制備方法，其制備過程的步驟包括：1）以TiO_xC_y為基本原料，以石蠟、PVA作為稀釋劑，制成漿料；2）將漿料注入到擠壓機(jī)中采用擠出模壓成形的方式制備出所需形狀的陽極坯料；3）將坯料高溫?zé)Y(jié)成形，制備出電解鈦所需陽極。