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中国有色冶金2025年第02期:氢辅助镁热还原二氧化钛制备低氧氢化钛

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王卓;徐浩元;魏永刚;李博;郑永兴;王华;

单位:昆明理工大学冶金与能源工程学院;

摘要:目前,工业上应用最广泛的制备金属钛的方法是Kroll法,但是Kroll法的生产过程不连续、生产周期长、成本高,导致钛金属的价格高昂,限制了钛的应用。因此,开发连续生产、短流程、低成本的钛冶炼新技术具有重要意义。氢辅助镁热还原法通过在系统中引入氢气使Ti-O固溶体转变为Ti-O-H固溶体,打破了镁热还原二氧化钛的热力学极限。本文通过氢辅助镁热还原法使用粒度为0.05 mm的TiO_2在650℃还原2 h制备了高纯度的低氧氢化钛,并通过热力学计算研究了氢气对Ti-O固溶体的失稳作用,氢的存在使镁热还原二氧化钛过程所需的温度更低、时间更短、还原更加彻底;通过单因素试验考察粒度对产物的氧含量的影响,结果表明,粒度越大产物的表面氧含量越低,但过大的粒度会导致其晶格氧的还原效果变差;还原产物的脱氧是对其晶格氧的脱除。本研究结果可为氢辅助镁热还原法的进一步发展提供参考。

关键词:金属钛;;低氧氢化钛;;氢辅助镁热还原法;;Ti-O固溶体;;Ti-O-H固溶体;;表面氧;;晶格氧;;粒度