熔盐电解固态氧化物制备难熔金属及合金的最新进展

介绍了熔盐电解固态氧化物制备金属(FFC法)的基本原理,并综述了利用FFC法制备难熔金属及合金的最新进展,分析了FFC法的优点及目前存在的主要问题,指出如果FFC法的电解速度和电流效率得以提高,电解固态氧化物直接制备金属及合金将具有很好的工业化前景.     

金属锆的制备方法

描述了金属锫的主要性质和应用,分析比较了镁还原法、熔盐电解法和氧化物直接电化学反应制备金属钛的工艺(FFC法)的工艺流程、产率和纯度并分析了各自的优缺点、应用现状以及发展趋势.镁还原法的发展方向是方法的连续化以及氯化镁电解循环使用;熔盐电解法应致力于保持电解过程的连续和电流效率的提高;FFC工艺需进一步提高脱氧速率和电流效率.     

金属钛制备工艺研究进展

本文介绍了热还原法制备金属钛的工艺,包括Kroll法、镁还原低价卤化物、PRP法及Hunter法及电解法,包括电解TiCl4法、FFC剑桥工艺、EMR／MSE等,分析了各种方法的机理及特点。并且认为以TiCl4为原料制备钛工艺降低成本的空间很小;如能生产出低成本的TiCl4,钛成本高的问题将很快得以解决;从熔盐中直接电解TiO2制备金属钛,是低成本金属钛制备新工艺的发展方向。     

稀土熔盐电解过程出金属技术研究进展

介绍了熔盐电解法制备稀土金属过程中出金属技术发展历程、现状与发展趋势。经过几十年发展,人工舀出法和端埚法成为熔盐电解生产稀土金属出炉最主要的方式;分析总结了当前稀土熔盐电解过程出金属方法的特点及存在的问题以及自动出金属难实现产业化的主要原因,提出研发小型轻量化、工业机械化出金属新技术及装备是未来发展的主要趋势。     

金属钕的生产

随着钕铁硼稀土强磁问世,人们对单一稀土金属钕的生产给予极大的关注。氟化物体系熔盐电解氧化物制取金属钕,较氯化物体系工艺稳定易于掌握、稀土收率高,但难于实现工业化:作为熔盐电解质氟化钕的制备,操作复杂成本较高;电解金属钕的工艺与防腐材料存在不少问题。本文就金属钕生产工艺,提出了见解,目的在于克服上述问题,实现工业比。     

熔盐电解制备钛及钛合金研究进展

熔盐直接电解钛氧化物制备金属钛及其合金的机理至今仍是研究热点,目前主要存在两种解释：一是阴极氧化物得到电子,氧离子化后进入溶液,进而在阳极以气体的形态放出,而钛留在阴极;另外,熔盐中的Ca^2＋在阴极得到电子后生成金属钙,金属钙进一步还原钛氧化物得到金属钛。本文主要就近年来围绕两种机理展开的研究进行归纳总结,并在文献和实验的基础上通过能斯特方程计算推导钒钛磁铁矿直接熔盐电解制备钛合金的可行性,为实现经济、简洁的钛合金生产提供借鉴。     

金属铪的制备方法研究进展

铪因其优异的性能而具有非常重要的应用价值。总结了国内外金属铪的制备方法和研究现状,主要介绍了热还原法(包括镁还原、钙还原、铝还原)和熔盐电解法(包括传统的熔盐电解及直接熔盐电脱氧)制备铪的工艺流程及研究进展,并对各种方法的优劣进行了分析。热还原法利用金属镁、钙等为还原剂还原金属的氯化物或氧化物制备铪,其中,镁还原法因工艺成熟、产品质量稳定,目前是工业上生产铪的主要方法,存在的问题是工序复杂且为间歇性生产;钙还原法虽然有着过程简单,回收率高的优点,但对原料的纯度要求很高,产品纯度一般也较差;铝还原法因易生成铝铪合金不利于工业应用。熔盐电解法是在熔盐电解质中电解铪的化合物制备铪,其中,传统的熔盐电解法具有工艺流程短、操作简单、成本低的优点,存在的问题是电流效率较低;新型的熔盐电脱氧法为铪的制备提供了新思路,进一步缩短了工艺流程,存在的问题是电流效率低,脱氧不完全会导致产品中含氧量较高,这将在一定程度上限制其工业应用。除镁还原法外,目前这些制备方法多限于实验室规模的研究,今后最有希望在工业上应用的是传统的熔盐电解法,但距离产业化应用尚需进行深入研究和扩大实验验证。     

金属钛的制备研究

介绍了金属钛的制备途径,详细阐述了金属热还原法和熔盐法中几种具有代表性的钛金属制备方法。通过对比分析Kroll法、氟盐法、FFC法、OS法及EMR/MSE法的机理、优缺点和可行性,指出TiO2熔盐电解法和氟盐法有望取代Kroll法,成为金属钛制备的发展方向。     

SOM法金属氧化物制取金属新技术

以MgF2-CaF2为熔盐电解质,利用固体透氧膜(SOM)法直接电解还原Ta2O5和丁TiO2制备了金属钽和钛,分析了制样压力和电解温度对阴极产物形貌的影响以及电流的变化规律.结果表明:SOM法直接制备金属钽和钛的电解速度快,电流密度高,合理的制样压力为250～332 MPa,电解电压为3.2～3.8 V,电解温度在1 373～1 432 K之间.该方法较FFC有诸多优点,用于对我国各类稀有难熔金属矿资源进行开发利用,具有好的发展前景.     

熔盐电脱氧法制备电容器用钽粉

采用熔盐电脱氧法(即FFC法)制备出金属钽粉,并对其进行了SEM、TEM、粒度分布、化学成分和电性能等分析.结果表明:使用该方法制备的钽粉原始颗粒尺寸为200～400 nm,相互粘结呈珊瑚状,氧含量降至3.69×10-3;该钽粉的比容达80 000 μF- V/g以上,可满足制作电容器的要求.经计算,该钽粉制备工艺的电流效率仅为30％,要实现工业化应用必须解决电解过程中电流效率低这一关键问题.     

非水溶剂电还原制取重稀土金属及合金的研究现状及发展

随着重稀土元素对铝、镁、铜、镍及钢铁等金属材料的功能化作用被广泛关注,使得作为战略性资源的重稀土元素在金属合金材料的应用领域拓展空间巨大.在此背景下,作为改性元素的重稀土金属及合金的市场需求必然猛增.由于重稀土单质自身的高熔点,混熔法、真空热还原法一直是生产制备重稀土金属及合金的主要方法,寻求一条低成本、高效、绿色的制备方法则至关重要.由于熔盐电化学还原法在生产低熔点轻稀土及合金工艺方面具有经济、高效等优势,近年来,通过熔盐电解方式直接制取低熔点的重稀土合金成为国内外学者研究的热点,从目前取得进展来看,具有广阔的发展前景.针对国内外重稀土金属及合金的熔盐电解法制取的研究现状进行了评述,从体系物理化学性质、电极过程机理、模拟计算等几个方面做了简要的总结和分析,以期对重稀土合金材料的制备研究提供有益的帮助.      

熔盐体系中电沉积制备TiB2镀层的研究现状

介绍了熔盐体系中电沉积制备TiB2镀层技术中熔盐的选择、电镀工艺和参数的选择，概述了不同熔盐体系中B离子、Ti离子在阴极沉积的电化学机珲以及TiB2的合成机理，论述了TiB2惰性阴极在铝电解工业中的研究现状，最后分析了熔盐体系中石墨电极上制备TiB2镀层的可行性。     

高温熔盐体系惰性阳极与月壤电解制氧技术

目前,熔盐电化学冶金普遍采用炭素阳极,阳极CO₂产物是重要的碳排放源。若在高温熔盐体系中使用惰性析氧阳极,则可实现熔盐电解过程低碳排放。因此,开发适用于熔盐电解体系的惰性阳极至关重要,也是近年来国内外研究热点。本文首先综述了各种高温熔盐体系惰性阳极的研究进展,所涉及熔盐体系包括:铝电解氟化物盐、CaCl₂熔盐、碳酸盐和熔融氧化物等。另外,近年来月球开发利用受到广泛关注,太阳能驱动的月壤原位熔盐电化学制氧,将是支撑人类未来月面生存氧气需求的重要方法之一,故惰性析氧阳极不可或缺。因此,本文也简要综述了基于惰性阳极的月壤电解制氧技术。      

离子液体中电沉积稀土金属的研究现状

稀土金属传统制备方法为金属热还原和高温熔盐电解。由于离子液体的出现及迅猛发展,稀土金属的低温电沉积成为可能。回顾了近几十年来国内外在离子液体中电沉积稀土金属用于乏燃料处理、废旧稀土产品中有价金属回收以及功能材料研发三大领域的研究成果以及相关进展,并指出了未来的主要发展趋势和方向。     

LiCl熔盐中直接电解还原制备Ce-Ni/Zn/Bi合金

在923K、LiCl熔盐中,通过两电极体系直接电解还原CeO_2-5NiO、CeO_2-2.5Bi_2O_3、CeO_2-5ZnO三种混合氧化物制备相应的金属间化合物。从热力学上计算了3种混合氧化物的理论分解电压,并采用循环伏安法研究其电化学行为,验证了电解还原的可行性。结果表明,3种混合氧化物分别在3.2V被直接电解还原4h,NiO、Bi_2O_3、ZnO均能在CeO_2发生还原反应前生成对应的金属单质,然后促进CeO_2还原。得到的电解产物分别为CeNi_5/Ni、CeBi/Bi、CeZn_5/Ce_3Zn_(22)/CeZn_3。3种电解产物的微观形貌分别为絮状、堆积状和块状。     

激光诱导击穿光谱在冶金在线分析中的应用研究进展

化学成分在线直接测量是冶金分析长久以来的追求,也被誉为冶金分析面临的三大难题之一。激光诱导击穿光谱技术因其在无需复杂样品制备、直接快速、非接触等方面展现的独有技术优势,备受研究上的关注。文章综述了激光诱导击穿光谱在选矿、熔融金属在线检测方面的研究进展,总结了当前存在的主要问题,并对未来发展进行了展望。     

钛铁合金制备研究现状

介绍钛铁合金的用途、现有生产工艺、以及熔盐电化学法在制备钛铁合金方面的应用与改进方法。对各方法的原理及特点进行了分析和总结,并指出有必要发展具有中国特色的高钛铁制备方法。     

镁锶合金的电化学还原制备

提出了一种电化学还原制备Mg-Sr合金的新方法。通过理论与实验研究,获得了工艺流程及工艺参数。研究结果表明,以Mg-9Al为阴极,以LiCl-16SrCl2为电解质,可实现阴极下沉电解,直接获得Mg-Al-Sr合金;LiCl的分解电压与SrCl2相近,电解过程中析出Sr的同时会析出Li,Sr以溶入Mg基熔体为主,Li以浮于熔盐表面为主;电解还原获得的Mg-Al-Sr的微观组织中,存在大量片状组织。     

我国熔盐电解法制备稀土金属及其合金工艺技术进展

介绍了我国熔盐电解法制备稀土金属及其合金工艺技术的发展历程、现状与发展趋势.经过近60年的发展,氟化物体系氧化物电解工艺已经成为当今生产稀土金属及其合金的最重要的和最主要的生产工艺,我国已经基本形成了完整的、具有完全知识产权的熔盐电解工业技术体系和创新体系;分析总结了当前稀土熔盐电解工艺技术的特点及存在的问题,指出造成目前稀土电解高能耗、高排放的最根本的原因是电解槽型即平行上插阴阳极结构决定的,提出开发节能、环保、大型、高效的稀土电解新技术及设备是稀土电解发展的方向;认为液态下阴极电解制备稀土金属及合金新技术由于阴阳极距可减小至6～7cm,阴、阳极电流密度较小,电解槽压可降低至5～6V,可降低能耗、减少含氟气体排放,具有突出的节能减排潜力,是下一代工业化生产稀土金属及合金的新型电解槽,也是今后稀土电解新技术研究领域的重点发展方向;此外,熔盐电解法制备重稀土中间合金由于具备突出的节能减排效果和成本优势,也是当前的重要开发领域.     

Ti_2O_3与AlCl_3共沉积方法熔盐电解制备Ti-Al合金

在NaCl-KCl熔盐体系中,以AlCl_3作为氯化剂,通过液相反应将钛的氧化物氯化为TiCl_3。对比TiO、Ti_2O_3、TiO_2的氯化效果,并综合AlCl_3与TiO、Ti_2O_3、TiO_2反应热力学分析,较好的结果是Ti_2O_3氯化为TiCl_3。采用不同的电化学测试手段研究了Al(Ⅲ)与Ti(Ⅲ)在Mo电极上的合金化过程,采用共沉积法制备TiAl_2、TiAl_3合金。同时借助于XRD和SEM手段对合金进行了分析,说明通过熔盐电解可以直接制备Ti-Al合金。