熔盐电解法生产钛铁合金的铁-钛氧化物电极材料的制备

稀有金属, 2016, 40(3): 252-260. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.2016.03.009

熔盐电解法生产钛铁合金的铁-钛氧化物电极材料的制备

王震 ^1, , 李坚 ^2, , 华一新 ^3, , 徐存英 ^4, , 张志 ^5, , 张远 ^6,

1.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明,650093

2.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093

3.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093

4.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093

5.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明,650093

6.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明,650093

基金项目: 昆明理工大学2009年科研基金项目(KKZ4200727003)资助国家自然科学基金项目(51274108,21263007)

关键词：钛铁矿 , 碳热还原 , 电极 , 熔盐电解 , 钛铁合金

Preparation of Fe-Ti Oxide Electrode Material for Production of Ti-Fe Alloy by Molten Salt Electrolysis

Keywords： ilmenite , carbon thermal reduction , electrode , molten salt electrolysis , TiFe alloy

熔盐电解法是制备难熔金属及其合金的一种有效方法.以钛铁矿精矿与碳粉混合、模压成型,在氩气保护下,分别于1173,1273和1373 K进行一定时间的碳热还原,制备成含有单质铁微粒的铁-钛氧化物电极作为阴极,在673 K的LiCl-KCl低温熔盐中进行电解还原获得钛铁合金.在1173,1273和1373 K碳热还原反应3h所得铁-钛氧化物电极中,单质铁的还原率分别为30.1％,80.1％和82.7％;电极的电导率分别为3.14,8.06和10.87 S·m-1;开口孔隙率分别为46.1％,50.9％和35.2％.其中在1173 K制备的铁-钛氧化物电极中,单质铁呈粒度较小的圆球状,分布较为均匀,但铁的还原率偏低,且强度较低;在1373 K制备的电极中单质铁发生了明显偏析、富集,汇聚成带状,开口孔隙率显著降低,不利于熔盐电解质向电极内部扩散和浸润;而在1273 K制备的电极中单质铁呈圆球状,粒度为2～6μm,分布较为均匀,且开口孔隙率最大,该电极在673 K的KCl-LiCl低温熔盐中能够电解还原获得钛铁合金,而且电解时通过电极的电流最大.

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