RU2716296C1 - Получение восстановленного порошка титана методом многостадийного глубокого восстановления - Google Patents

Получение восстановленного порошка титана методом многостадийного глубокого восстановления Download PDF

Info

Publication number
RU2716296C1
RU2716296C1 RU2019123302A RU2019123302A RU2716296C1 RU 2716296 C1 RU2716296 C1 RU 2716296C1 RU 2019123302 A RU2019123302 A RU 2019123302A RU 2019123302 A RU2019123302 A RU 2019123302A RU 2716296 C1 RU2716296 C1 RU 2716296C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
leaching
washing
hydrochloric acid
self
Prior art date
Application number
RU2019123302A
Other languages
English (en)
Inventor
Тинань ЧЗАН
Чжихэ Доу
Янь Лю
Гочжи Лв
Цююэ ЧЖАО
Липинг НЮ
Дасюэ ФУ
Вэйгуан ЧЗАН
Original Assignee
Нортистерн Юниверсити
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нортистерн Юниверсити filed Critical Нортистерн Юниверсити
Application granted granted Critical
Publication of RU2716296C1 publication Critical patent/RU2716296C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1295—Refining, melting, remelting, working up of titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1236—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching
    • C22B34/124—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching using acidic solutions or liquors
    • C22B34/1245—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by wet processes, e.g. by leaching using acidic solutions or liquors containing a halogen ion as active agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1263—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining metallic titanium from titanium compounds, e.g. by reduction
    • C22B34/1268—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining metallic titanium from titanium compounds, e.g. by reduction using alkali or alkaline-earth metals or amalgams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1263—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining metallic titanium from titanium compounds, e.g. by reduction
    • C22B34/1277—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining metallic titanium from titanium compounds, e.g. by reduction using other metals, e.g. Al, Si, Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/18—Reducing step-by-step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/20—Refractory metals
    • B22F2301/205—Titanium, zirconium or hafnium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения восстановленного порошка титана методом многостадийного глубокого восстановления. Способ включает смешивание высушенного порошка диоксида титана с магниевым порошком до равномерного состояния, добавление порошка в печь самораспространяющейся реакции в целях инициирования самораспространяющихся реакций. После получения полупродукта оксида низковалентного титана TixO, рассеянных в матрице MgO, выполняют выщелачивание промежуточного продукта с соляной кислотой в качестве промывного раствора, после чего осуществляют фильтрацию, промывку и вакуумную сушку. Получают прекурсор оксида низковалентного титана TixO, который равномерно смешивают с порошком кальция, подвергают прессованию и помещают в печь вакуумного восстановления для вторичного глубокого восстановления. Применяется продукт глубокого восстановления выщелачивания соляной кислотой, в качестве раствора выщелачивания, для получения восстановленного титанового порошка. Способ позволяет получить титановый порошок высокой чистоты, точного размера частиц при контроле распределения по размеру частиц и высокой активности порошка. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 пр.

Description

Техническая область
Изобретение относится к технической области порошковой металлургии, в частности к способу получения восстановленного титанового порошка методом многостадийного глубокого восстановления.
Уровень техники
Титан представляет собой новый тип структурно-функционального материала, появившийся в XX веке и имеющий эпохальное значение в истории человечества. При сравнении с другими металлами, титан имеет серию особенных медицинских качеств и химических свойств, как низкая плотность, высокая специфическая прочность, превосходная коррозионная устойчивость и хорошие высокотемпературные характеристики. Титановый порошок - важный титановый материал. Титановый порошок главным образом использован как рифайнер зерна и специальный дефлагрант для пиротехники фейерверков для алюминиевого сплава. Титановый порошок может также быть использован как вакуумные поглотители, добавка для поверхностного покрытия, порошковой металлургии и сырье для 3D-печати. Обрабатывающая промышленность титанового порошка Китая находится в сложном положении, особенно при стремительном развитии индустрии 3D-печати, спрос на титановый порошок возрастает резко. В настоящее время, методы промышленного производства титанового порошка в Китае используют губчатый титан в качестве сырья методом физико-механического дробления или гидрирования-дегидрирования. Подготовленный титановый порошок имеет дефекты вторичного загрязнения примеси, неудовлетворительного распределения по размеру частицы и плохой деятельности, которая серьезно влияет на применение титанового порошка.
Ориентируясь на технические проблемы при приготовлении титанового порошка, данный метод систематически анализирует эволюцию валентного состояния в процессе восстановления оксида титана и выдвигает новую идею непосредственного приготовления титанового порошка методом многостадийного глубокого восстановления. Сначала получают промежуточный продукт (продукт горения) путем одношаговой самораспространяющейся быстрой реакции, а затем получают промежуточный продукт (продукт горения). Промежуточный продукт был уменьшен к глубокому продукту уменьшения многошаговым глубоким уменьшением, и после этого глубокий продукт уменьшения был очищен кислотным выщелачиванием для того, чтобы получить титановый порошок.
Традиционная подготовка титанового порошка из титановой губки имеет высокую цену, и примеси в титановой губке имеют большой удар на характеристики титанового порошка. Поэтому получение порошка титана из оксида титана имеет большее пространство для развития. В то же время, метод самораспространения имеет преимущества короткого технологического процесса, никакого промежуточного процесса, низкой цены и хороших эксплуатационных характеристик продукта, поэтому легче достигнуть непрерывности. Получение титанового порошка методом многостадийного глубокого восстановления является одним из наиболее перспективных процессов получения титана. Оно соответствует стратегии развития национальной экономики уменьшения цены сырья и энергосбережения. Промышленные экономические и социальные преимущества этой технологии очень значительны.
Сущность изобретения
Учитывая недостатки известного уровня техники в приготовлении титанового порошка, настоящее изобретение обеспечивает способ получения восстановленного титанового порошка многостадийным глубоким восстановлением. Восстановленный титановый порошок с низким содержанием кислорода может быть получен путем самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, глубокого восстановления и выщелачивания разбавленной кислотой. Восстановленный титановый порошок главным образом использован, как агент для материалов сварки как электроды покрытия, и может также быть использован для раскисления и дегидрирования. Метод имеет преимущества низкой цены сырья, простой деятельности, низких требований для условий и оборудования, которое закладывает учреждение для промышленного производства. Восстановленный титановый порошок имеет преимущества особой чистоты, точного размера частиц, контроля распределения по размеру частиц и высокой активности порошка.
Многоступенчатый процесс глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка осуществляется в соответствии со следующими этапами:
Этап 1: реакция самораспространения
Порошок двуокиси титана был помещен в печь и высушен для того, чтобы получить высушенный порошок двуокиси титана. Высушенный порошок двуокиси титана был смешан с порошком магния равномерно для получения материала смеси.
Смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции. По окончании реакции охлаждают материал, промежуточный продукт TixO оксида низковалентного титана был получен распределенным в MgO матрице; среди них промежуточный продукт с оксидом низковалентного титана TiO2：Mg = 1：(0,8~1,2), при TixO оксида низковалентного титана, в MgO смесь оксида низковалентного титана, x принимает значение от 0.6~1.
Этап 2, однократное выщелачивание
Промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора. Получены фильтрат и продукт выщелачивания. Фильтрат был удален. Продукт выщелачивания промывали и сушили в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO. Молярная концентрация соляной кислоты составила 1~6 моль/л.
Этап 3, глубокое вторичное восстановление
Прекурсор оксида низковалентного титана TixO и кальция порошок были смешаны равномерно, а затем спрессованы под 2~20 MПa для получения объемных заготовок; основная масса заготовки нагревалась до 700-1200°С в вакууме редукционной печи, а затем глубоко восстанавливают в течение 1~6 часов; после вторичного глубокого восстановления, основная масса заготовки была получена, и продукты глубокого восстановления были получены путем охлаждения объемных заготовок TixO с печью. Среди них коэффициент TixO：Ca = 1：(1,5~3).
Этап 4, вторичное выщелачивание
Продукты глубокого восстановления выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания. Получены выщелачивающий раствор и осадок фильтрата. Выщелачивающий раствор удаляли. Остаток фильтрата промывали и сушили в вакууме для получения восстановленного порошка титана. Молярная концентрация соляной кислоты 1~6 моль/л.
Восстановленный титановый порошок содержит состав и массовый процент Ti：98~99,5%, O：0,1~2%, и остаток неизбежная примесь с размером частицы 8~42 мкм.
На этапе 1 смесь обрабатывается одним из следующих двух способов перед добавлением в самораспространяющийся реактор:
Первый способ: прессовать при 10~60 MПa и получить навальные заготовки и после этого добавить в реактор.
Второй способ: добавляется непосредственно в реактор без обработки.
В указанном этапе 1 параметры сушки: сушка при 100~150°C, в течение 24 часов или более.
На этапе 1 целью самораспространяющейся реакции является получение оксида титана в качестве основного промежуточного звена в реакции восстановления в виде самораспространения, что позволяет экономить энергию и сдерживать образование сложных примесей оксида металла в реакции восстановления.
На первом этапе инициирующими режимами самораспространяющейся реакции являются, соответственно, метод локального воспламенения и интегральный метод нагрева. Способ локального воспламенения относится к нагреву смеси локально с электрическим нагревом проволоки в самораспространяющемся реакторе и инициирования самораспространяющихся реакций; интегральный метод нагрева относится к нагреванию смеси в самораспространяющемся реакторе, пока смесь не станет саморазвивающейся. Пока происходит реакция, температура контролируется в диапазоне 500~750°C.
На этапе 2, когда соляная кислота используется для выщелачивания промежуточного продукта, добавлением разбавленной соляной кислоты и промежуточного согласно теории реакции 10~40% с избытком соляной кислоты. Реакция основана на химическом уравнении MgO+2H+=Mg2++H2O.
На этапе 2 температура выщелачивания промежуточного продукта составляет 20~30°C, при этом время выщелачивания составляет 60~180 мин.
На этапе 2 полученный прекурсор оксида низковалентного титана TixO содержит компоненты и массовые проценты Ti：75~88%, O：12~25%, неизбежные примеси ≤0,5%, суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, размер частиц составляет 0,8~15мкм.
На этапе 2 конкретные шаги промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20~30°C, и время сушки минимум 24 часа;
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т. е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
На этапе 3 вторичная реакция глубокого восстановления заключается в том, что печь вакуумного восстановления нагревается при степени вакуума ≤10 Пa.
На этапе 4, добавление разбавленной соляной кислоты к продукту глубокого восстановления составляет 5~30% избытка соляной кислоты, требуемой теорией реакции. Химическое уравнение для реакции CaO+2H+=Ca2++H2O.
В шаге 4, температура выщелачивания продукта глубокого восстановления 20~30°C, при этом время выщелачивания составляет 15~90 мин.
На этапе 4 конкретные шаги промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20~30°C, и время сушки минимум 24 часа;
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Данное изобретение относится к многоступенчатому способу глубокого восстановления для получения восстановленного порошка титана, принцип и преимущества которого заключаются в следующем:
(1) Самораспространяющийся высокотемпературный процесс синтеза рассматривался как реакция восстановления, и химическая энергия химической реакции была полностью использована. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез преобразует химическую энергию в тепловую энергию. Как только реакция начинает самораспространяться, она может самоподдерживаться без дополнительной энергии. В тоже время температурный градиент реакции высок, работа продукта высока, размер частицы продукта является контролируемым. Самораспространяющийся высокотемпературный процесс испарит Mg во время процесса реакции, что приведет к потере Mg. Путем регулирования количества магния, состав и фазу продуктов TixO можно контролировать.
Уравнение самораспространяющегося высокотемпературного синтеза:
TiO2+yMg=TixO+(2-x)MgO+(x+y-2)Mg,
где x и y - параметры в балансе уравнения химической реакции, x в диапазоне 0,6~1, y отрегулирован согласно x.
Для того чтобы сделать самораспространяющуюся реакцию удобной и энергосберегающей, самораспространяющаяся реакция может быть начата способом локального зажигания.
Примеси MgO, сформированные в процессе самораспространяющейся реакции свободны, продукты могут быть легко сломанными, при этом реактивность примесей MgO высока. Промежуточный продукт TixO в форме каркаса частицы или частицы. Примеси MgO заворачивают на поверхность TixO или заполняют каркас TixO, что благоприятно сказывается на выщелачивании разбавленной соляной кислотой.
(2) Для того, чтобы обеспечить полное удаление MgO в процессе выщелачивания, соляная кислота должна быть чрезмерной, и в целях обеспечения эффекта промывания, динамическое циркуляционное промывание должно быть принято в процессе промывания, то есть, промывающей жидкости в промывочной ванне следует поддерживать постоянный уровень воды в процессе промывания, и пресной воды следует добавить столько, сколько промывающей жидкости выгружают и промывают до нейтрального состояния. Для обеспечения эффективности выщелачивания и предотвращения окисления промежуточных продуктов процесс выщелачивания необходимо проводить в закрытом котле.
(3) В целях обеспечения тщательного раскисления и получения с низким содержанием кислорода и высокой чистоты снижается порошка титана, концепция многоэтапного глубокого уменьшения раскисления была выдвинута, то есть глубокое снижение раскисления прекурсоров оксида низковалентного титана, полученных методом самораспространяющегося высокотемпературного сокращения была проведена с кальцием, который является более редуцированных, чем магний восстановитель, используемый в самораспространяющемся высокотемпературном восстановлении.
Уравнение химической реакции для реакции глубокого восстановления:
TixO+xCa=Ti+xCaO,
где x находится в диапазоне 0,6~1.
(4) Процесс эффективный, энергосберегающий, короткий процесс, низкие требования к оборудованию, чистый, эффективный и безопасный производственный процесс, легкий для промышленного продвижения. Данный метод можно также использовать для того, чтобы подготовить другие металлические порошки с высокими точками плавления.
Описание рисунков
Рис. 1 Технологическая схема подготовки восстановленного порошка титана методом многостадийного глубокого восстановления.
Конкретные варианты осуществления
Настоящим дополнительно иллюстрируется изобретение в сочетании со способами осуществления.
Диоксид титана, порошок магния, порошок кальция и соляная кислота в следующих вариантах являются продуктами промышленного класса. Двуокись титана - рутил, порошок магния и порошок кальция ≤0,5 мм.
Самораспространяющийся реактор, используемый в следующих вариантах, является запатентованным «ZL200510047308.2» самораспространяющимся реактором, который состоит из реактора, нагревателя, смотрового стекла, трансформатора, диктофона, термопары и клапана вентиляции.
В следующем примере время самораспространяющейся реакции составляет 5~90 с.
Время высыхания при следующих способах составляет не менее 24 часов.
Технологическая схема многоступенчатого метода глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка приведена на рис. 1.
Пример осуществления 1
Многоступенчатый процесс глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка осуществляется в соответствии со следующими этапами:
Этап 1: реакция самораспространения
Порошок диоксида титана сушат в печи при 100~150°C в течение 24 часов, чтобы получить высушенный порошок диоксида титана; высушенный порошок диоксида титана и магниевого порошка были смешаны равномерно, чтобы получить материал смеси; материал смеси был отжат при 20 MПa для получения объемных заготовок, при этом основная масса заготовки материала смеси была добавлена в самораспространяющуюся реакционную печь на локальную точку. Реакция самораспространения инициировалась огнем, а температура контролировалась на уровне 500°C. Смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции. По окончании реакции охлаждают материал, промежуточный продукт TixO оксида низковалентного титана разошелся, в MgO матрице был получен TixO; среди них промежуточный продукт с оксида низковалентного титана TiO2：Mg = 1：1, x принимает значение от 0,6~1.
Этап 2, однократное выщелачивание
Промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора, при этом температура выщелачивания оставляет 25°C, время 120 мин. Получены фильтрат и продукт выщелачивания. Фильтрат был удален. Продукт выщелачивания промывали и сушили в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO. Молярная концентрация соляной кислоты составила 2 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 10% согласно избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Полученный предшественник оксида низковалентного титана TixO содержит компоненты и массовые проценты Ti：86%, O：13,5%, неизбежные примеси 0,5%, суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, размер частиц составляет 12 мкм.
Промывка и вакуумная сушка заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта удаления выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20°C, время сушки минимум 24 часов;
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Этап 3, глубокое вторичное восстановление
Прекурсоры оксида низковалентного титана TixO и кальция порошок смешивают равномерно, а затем прессуют под 5 MПa для получения объемных заготовок; степень вакуума ≤10 Пa, основная масса заготовки нагревалась до 1000°C в вакууме редукционной печи, а затем глубоко восстанавливают в течение 1~6 часов; после вторичного глубокого восстановления, основная масса заготовки была получена, и продукты глубокого восстановления были получены путем охлаждения объемных заготовок TixO с печью. Среди них коэффициент TixO：Ca = 1：2;
Этап 4, вторичное выщелачивание
Продукты глубокого восстановления выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания, температура 24°C, время 30 мин. Получены выщелачивающий раствор и осадок фильтрата. Выщелачивающий раствор удаляли. Остаток фильтрата промывали и сушили в вакууме для получения восстановленного порошка титана. Молярная концентрация соляной кислоты 1 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 12% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Восстановленный титановый порошок содержит состав и массовый процент Ti：99,0%, O：0,23%, остаток - неизбежная примесь с размером частиц 34 мкм.
Конкретные этапы промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта удаления выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 30°C, время сушки минимум 24 часов;
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Пример осуществления 2
Многоступенчатый процесс глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка осуществляется в соответствии со следующими этапами:
Этап 1: реакция самораспространения
Порошок диоксида титана сушат в печи при 100~150°C в течение 24 часов, чтобы получить высушенный порошок диоксида титана; высушенный порошок диоксида титана и магниевый порошок были смешаны равномерно, чтобы получить материал смеси; материал смеси был отжат при 40 Mпa для получения объемных заготовок, при этом основная масса заготовки материала смеси была добавлена в печь самораспространяющийся реакции на локальную точку. Реакция самораспространения инициировалась огнем, а температура контролировалась на уровне 600°C. Смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции. По окончании реакции охлаждают материал, промежуточный продукт TixO оксида низковалентного титана разошелся в MgO матрице, был получен TixO; среди них промежуточный продукт с оксидом низковалентного титана TiO2：Mg = 1：1,2, x принимает значение от 0,6~1.
Этап 2, однократное выщелачивание
Промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора, при этом температура выщелачивания составляет 25°C, время 90 мин. Получены фильтрат и продукт выщелачивания. Фильтрат был удален. Продукт выщелачивания промывали и сушили в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO. Молярная концентрация соляной кислоты составила 4 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 20% согласно избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции;
Полученный предшественник оксида низковалентный титана TixO содержит компоненты и массовые проценты Ti：75~88%, O：12~25%, неизбежные примеси ≤0,5%, суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, размер частиц составляет 8 мкм.
Промывка и вакуумная сушка заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта удаления выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Этап 3, глубокое вторичное восстановление
Прекурсор оксида низковалентного титана TixO и кальция порошок смешивают равномерно, а затем прессуют под 5 MПa для получения объемных заготовок; степень вакуума ≤10 Пa, основная масса заготовки нагревалась до 900°C в вакууме редукционной печи, а затем глубоко восстанавливают в течение 1~6 часов; после вторичного глубокого восстановления, основная масса заготовки была получена, и продукты глубокого восстановления были получены путем охлаждения объемных заготовок TixO с печью. Среди них коэффициент TixO：Ca = 1：2,4;
Этап 4, вторичное выщелачивание
Продукты глубокого восстановления выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания, температура 30°C, время 20 мин. Получены выщелачивающий раствор и осадок фильтрата. Выщелачивающий раствор удаляли. Остаток фильтрата промывали и сушили в вакууме для получения восстановленного порошка титана. Молярная концентрация соляной кислоты 2 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 26% согласно избытку соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Восстановленный титановый порошок содержит состав и массовый процент Ti：98,2%, O：1,05%, остаток - неизбежная примесь с размером частиц 28 мкм.
Конкретные этапы промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта удаления выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Пример осуществления 3
Многоступенчатый процесс глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка осуществляется в соответствии со следующими этапами:
Этап 1: реакция самораспространения
Порошок диоксида титана сушат в печи при 100~150°C в течение 24 часов, чтобы получить высушенный порошок диоксила титана; высушенный порошок диоксида титана и магниевый порошок были смешаны равномерно, чтобы получить материал смеси; материал смеси был отжат при 60 MПa для получения объемных заготовок, при этом основная масса заготовки материала смеси была добавлена в самораспространяющийся реакции печь на локальную точку. Реакция самораспространения инициировалась огнем, а температура контролировалась на уровне 500°C. Смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции. По окончании реакции охлаждают материал, промежуточный продукт TixO оксида низковалентного титана разошелся в MgO матрице, был получен TixO; среди них промежуточный продукт оксида низковалентного титана TiO2：Mg=1：0,8, x принимает значение от 0,6~1.
Этап 2, однократное выщелачивание
Промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора, при этом температура выщелачивания оставляет 30°C, время 60 мин. Получены фильтрат и продукт выщелачивания. Фильтрат был удален. Продукт выщелачивания промывали и сушили в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO. Молярная концентрация соляной кислоты составила 6 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 25% согласно избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Полученный предшественник оксида низковалентного титана TixO содержит компоненты и массовые проценты 79%, O：21,6%, неизбежные примеси 0,4%, суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, размер частиц составляет 6 мкм.
Промывка и вакуумная сушка заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта удаления выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 25°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Этап 3, глубокое вторичное восстановление
Прекурсор оксида низковалентного титана TixO и кальция порошок смешивают равномерно, а затем прессуют под 20 MПa для получения объемных заготовок; степень вакуума ≤10 Пa, основная масса заготовки нагревалась до 800°C в вакууме редукционной печи, а затем глубоко восстанавливают в течение 1~6 часов; после вторичного глубокого восстановления, основная масса заготовки была получена, и продукты глубокого восстановления были получены путем охлаждения объемных заготовок TixO с печью. Среди них коэффициент TixO：Ca=1：1,5.
Этап 4, вторичное выщелачивание
Продукты глубокого восстановления выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания, температура 30°C, время 15 мин. Получены выщелачивающий раствор и осадок фильтрата. Выщелачивающий раствор удаляли. Остаток фильтрата промывали и сушили в вакууме для получения восстановленного порошка титана. Молярная концентрация соляной кислоты 3 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 15% согласно избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Восстановленный титановый порошок содержит состав и массовый процент Ti：97,5%, O：1,85%, остаток - неизбежная примесь с размером частиц 20 мкм.
Конкретные этапы промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 30°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Пример осуществления 4
Многоступенчатый процесс глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка осуществляется в соответствии со следующими этапами:
Этап 1: реакция самораспространения
Порошок диоксида титана сушат в печи при 100~150°C в течение 24 часов, чтобы получить высушенный порошок диоксида титана; высушенный порошок диоксида титана и магниевого порошка были смешаны равномерно, чтобы получить материал смеси; материал смеси был отжат при 10 MПa для получения объемных заготовок, при этом основная масса заготовки материала смеси была добавлена в самораспространяющуюся реакционную печь на локальную точку. Реакция самораспространения инициировалась огнем, а температура контролировалась на уровне 550°C. Смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции. По окончании реакции охлаждают материал, промежуточный продукт TixO оксида низковалентного титана разошелся в MgO матрице, был получен TixO; среди них промежуточный продукт оксида низковалентного титана TiO2：Mg=1：1,1, x принимает значение от 0,6~1.
Этап 2, однократное выщелачивание
Промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора, при этом температура выщелачивания оставляет 25°C, время 120 мин. Получены фильтрат и продукт выщелачивания. Фильтрат был удален. Продукт выщелачивания промывали и сушили в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO. Молярная концентрация соляной кислоты составила 1 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 10% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Полученный предшественник оксида низковалентного титана TixO содержит компоненты и массовые проценты Ti：87,2%, O：12,6%, неизбежные примеси 0,2%, суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, размер частиц составляет 15 мкм.
Промывка и вакуумная сушка заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора воды до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 30°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Этап 3, глубокое вторичное восстановление
Прекурсор оксида низковалентного титана TixO и кальция порошка смешивают равномерно, а затем прессуют под 5 MПa для получения объемных заготовок; степень вакуума ≤10 Пa, основная масса заготовки нагревалась до 1100°C в вакууме редукционной печи, а затем глубоко восстанавливают в течение 1~6 часов; после вторичного глубокого восстановления, основная масса заготовки была получена, и продукты глубокого восстановления были получены путем охлаждения объемных заготовок TixO с печью. Среди них коэффициент TixO：Ca=1：2,2.
Этап 4, вторичное выщелачивание
Продукты глубокого восстановления выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания, температура 24°C, время 30 мин. Получены выщелачивающий раствор и осадок фильтрата. Выщелачивающий раствор удаляли. Остаток фильтрата промывали и сушили в вакууме для получения восстановленного порошка титана. Молярная концентрация соляной кислоты 1 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 10% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Восстановленный титановый порошок содержит состав и массовый процент Ti：99,5%, O：0,11%, остаток - неизбежная примесь с размером частиц 42 мкм.
Конкретные этапы промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Пример осуществления 5
Многоступенчатый процесс глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка осуществляется в соответствии со следующими этапами:
Этап 1: реакция самораспространения
Порошок диоксида титана сушат в печи при 100~150°C в течение 24 часов, чтобы получить высушенный порошок диоксида титана; высушенный порошок диоксида титана и магниевый порошок были смешаны равномерно, чтобы получить материал смеси; материал смеси был отжат при 30 MПa для получения объемных заготовок, при этом основная масса заготовки материала смеси была добавлена в самораспространяющуюся реакционную печь на локальную точку. Реакция самораспространения инициировалась огнем, а температура контролировалась на уровне 700°C. Смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции. По окончании реакции охлаждают материал, промежуточный продукт TixO оксида низковалентного титана разошелся в MgO матрице, был получен TixO; среди них промежуточный продукт оксида низковалентного титана TiO2：Mg=1：0,9, x принимает значение от 0,6~1.
Этап 2, однократное выщелачивание
Промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора, при этом температура выщелачивания оставляет 20°C, время 180 мин. Получены фильтрат и продукт выщелачивания. Фильтрат был удален. Продукт выщелачивания промывали и сушили в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO. Молярная концентрация соляной кислоты составила 1 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 30% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции;
Полученный предшественник оксида низковалентного титана TixO содержит компоненты и массовые проценты Ti：88%, O：11,9%, неизбежные примеси 0,1%, суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, размер частиц составляет 14мкм.
Промывка и вакуумная сушка заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20°C, время сушки минимум 24 часов;
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Этап 3, глубокое вторичное восстановление
Прекурсор оксида низковалентного титана TixO и кальция порошок смешивают равномерно, а затем прессуют под 10 MПa для получения объемных заготовок; степень вакуума ≤10 Пa, основная масса заготовки нагревалась до 1100°C в вакууме редукционной печи, а затем глубоко восстанавливают в течение 1~6 часов; после вторичного глубокого восстановления, основная масса заготовки была получена, и продукты глубокого восстановления были получены путем охлаждения объемных заготовок TixO с печью. Среди них коэффициент TixO：Ca=1：3.
Этап 4, вторичное выщелачивание
Продукты глубокого восстановления выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания, температура 24°C, время 30 мин. Получены выщелачивающий раствор и осадок фильтрата. Выщелачивающий раствор удаляли. Остаток фильтрата промывали и сушили в вакууме для получения восстановленного порошка титана. Молярная концентрация соляной кислоты 1 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 20% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Восстановленный титановый порошок содержит состав и массовый процент Ti：99,4%, O：0,12%, остаток - неизбежная примесь с размером частиц 40 мкм.
Конкретные этапы промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Пример осуществления 6
Многоступенчатый процесс глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка осуществляется в соответствии со следующими этапами:
Этап 1: реакция самораспространения
Порошок диоксида титана сушат в печи при 100~150°C в течение 24 часов, чтобы получить высушенный порошок диоксида титана; высушенный порошок диоксида титана и магниевый порошок были смешаны равномерно, чтобы получить материал смеси; материал смеси непосредственно добавляется в самораспространяющуюся реакционную печь на локальную точку. Реакция самораспространения инициировалась огнем, а температура контролировалась на уровне 650°C. Смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции. По окончании реакции охлаждают материал, промежуточный продукт TixO оксида низковалентного титана разошелся в MgO матрице и был получен TixO; среди них промежуточный продукт оксида низковалентного титана TiO2：Mg=1：0,9, x принимает значение от 0,6~1.
Этап 2, однократное выщелачивание
Промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора, при этом температура выщелачивания оставляет 25°C, время 120 мин. Получены фильтрат и продукт выщелачивания. Фильтрат был удален. Продукт выщелачивания промывали и сушили в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO. Молярная концентрация соляной кислоты составила 1 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 40% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Полученный предшественник оксида низковалентного титана TixO содержит компоненты и массовые проценты Ti：75%, O：24,5%, неизбежные примеси 0,5%, суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, размер частиц составляет 0,8 мкм.
Промывка и вакуумная сушка заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 30°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Этап 3, глубокое вторичное восстановление
Прекурсор оксида низковалентного титана TixO и кальция порошок смешивают равномерно, а затем прессуют под 20 MПa для получения объемных заготовок; степень вакуума ≤10 Пa, основная масса заготовки нагревалась до 1200°C в вакууме редукционной печи, а затем глубоко восстанавливают в течение 1~6 часов; после вторичного глубокого восстановления, основная масса заготовки была получена, и продукты глубокого восстановления были получены путем охлаждения объемных заготовок TixO с печью. Среди них коэффициент TixO：Ca=1：2.
Этап 4, вторичное выщелачивание
Продукты глубокого восстановления выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания, температура 20°C, время 90 мин. Получены выщелачивающий раствор и осадок фильтрата. Выщелачивающий раствор удаляли. Остаток фильтрата промывали и сушили в вакууме для получения восстановленного порошка титана. Молярная концентрация соляной кислоты 6 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 30% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Восстановленный титановый порошок содержит состав и массовый процент Ti：99,5%, O：0,18%, остаток - неизбежная примесь с размером частиц 8 мкм.
Конкретные этапы промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 30°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Пример осуществления 7
Многоступенчатый процесс глубокого восстановления для получения восстановленного титанового порошка осуществляется в соответствии со следующими этапами:
Этап 1: реакция самораспространения
Порошок диоксида титана сушат в печи при 100~150°C в течение 24 часов, чтобы получить высушенный порошок диоксида титана; высушенный порошок диоксида титана и магниевый порошок были смешаны равномерно, чтобы получить материал смеси; материал смеси непосредственно добавляется в самораспространяющуюся реакционную печь на целостное содержание. Реакция самораспространения инициировалась огнем, а температура контролировалась на уровне 750°C. Смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции. По окончании реакции охлаждают материал, промежуточный продукт TixO оксида низковалентного титана разошелся в MgO матрице, был получен TixO; среди них промежуточный продукт оксида низковалентного титана TiO2：Mg=1：0,9, x принимает значение от 0,6~1.
Этап 2, однократное выщелачивание
Промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора, при этом температура выщелачивания оставляет 25°C, время 150 мин. Получены фильтрат и продукт выщелачивания. Фильтрат был удален. Продукт выщелачивания промывали и сушили в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO. Молярная концентрация соляной кислоты составила 1 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 10% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Полученный предшественник оксида низковалентного титана TixO содержит компоненты и массовые проценты Ti：75~88%, O：12~25%, неизбежные примеси ≤0,5%, суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, размер частиц составляет 15 мкм.
Промывка и вакуумная сушка заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 25°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.
Этап 3, глубокое вторичное восстановление
Прекурсор оксида низковалентного титана TixO и кальция порошок смешивают равномерно, а затем прессуют под 2MPa для получения объемных заготовок; степень вакуума ≤10Pa, основная масса заготовки нагревалась до 700°C в вакууме редукционной печи, а затем глубоко восстанавливают в течение 1~6 часов; после вторичного глубокого восстановления, основная масса заготовки была получена, и продукты глубокого восстановления были получены путем охлаждения объемных заготовок TixO с печью. Среди них коэффициент TixO：Ca=1：3.
Этап 4, вторичное выщелачивание
Продукты глубокого восстановления выщелачивали в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания, температура 24°C, время 60 мин. Получены выщелачивающий раствор и осадок фильтрата. Выщелачивающий раствор удаляли. Остаток фильтрата промывали и сушили в вакууме для получения восстановленного порошка титана. Молярная концентрация соляной кислоты 5 моль/л, количество разбавленной соляной кислоты и промежуточного продукта 5% избытка соляной кислоты необходимой теорией реакции.
Восстановленный титановый порошок содержит состав и массовый процент Ti：98%, O：2%, остаток - неизбежная примесь с размером частиц 40 мкм.
Конкретные этапы промывки и вакуумной сушки заключаются в следующем: промывка выщелачивающего продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, затем сушка в вакуумной печи, температура сушки составляет 20°C, время сушки минимум 24 часов.
Промывка осуществляется водой, в частности применяется динамическая промывка, т.е. в процессе промывки, жидкость в баке поддерживается постоянно на уровне, свежая вода добавляется по мере того, как жидкость удаляется, промывка выполняется до нейтрального состояния.

Claims (16)

1. Способ получения титанового порошка многостадийным процессом глубокого восстановления, осуществляемый в соответствии с этапами, включающими
этап 1 реакции самораспространения, при котором порошок двуокиси титана помещают в печь и высушивают с получением высушенного порошка двуокиси титана, высушенный порошок двуокиси титана равномерно смешивают с порошком магния для получения материала смеси, полученную смесь добавляют в самораспространяющийся реактор для инициирования самораспространяющейся реакции, по окончании реакции материал охлаждают, получают промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, при их молярном соотношении TiO2 : Mg=1 : (0,8-1,2), при этом промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированный в матрице MgO, представляет собой смесь оксидов титана, где x принимает значение 0,6-1,
этап 2 первичное выщелачивание, при котором промежуточный продукт оксида низковалентного титана TixO, диспергированного в матрице MgO, выщелачивают в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве выщелачивающего раствора, получают фильтрат и продукт выщелачивания, фильтрат удаляют, а продукт выщелачивания промывают и сушат в вакууме для получения прекурсора оксида низковалентного титана TixO, при этом молярная концентрация соляной кислоты составляет 1-6 моль/л,
этап 3 глубокого вторичного восстановления, при котором прекурсор оксида низковалентного титана TixO и порошок кальция равномерно смешивают, после чего прессуют при 2-20 MПa для получения объемных заготовок, которые нагревают в вакууме редукционной печи до 700-1200°С, а затем проводят глубокое восстановление в течение 1-6 ч с получением основной массы заготовки, при этом продукты глубокого восстановления получают путем охлаждения печи с объемными заготовками TixO, при молярном соотношении TixO : Ca=1 : (1,5-3),
этап 4 вторичного выщелачивания, при котором продукты глубокого восстановления выщелачивают в герметичном реакторе с соляной кислотой в качестве раствора выщелачивания, получают выщелачивающий раствор и осадок фильтрата, выщелачивающий раствор удаляют, остаток фильтрата промывают и сушат в вакууме для получения восстановленного порошка титана, при этом молярная концентрация соляной кислоты составляет 1-6 моль/л, причем восстановленный титановый порошок содержит: 98-99,5 мас.% Ti и 0,1-2 мас.% O, остальное - неизбежные примеси, имеющие размер частиц 8-40 мкм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 1 смесь обрабатывают одним из следующих двух способов перед добавлением в самораспространяющийся реактор:
при первом способе прессуют при 10-60 MПa для получения объемных заготовок с последующим добавлением их в реактор,
при втором способе - добавляют непосредственно в реактор без обработки.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 1 осуществляют сушку при 100-150°С в течение 24 часов или более.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 1 инициирующими режимами самораспространяющейся реакции являются, соответственно, способ локального воспламенения и интегральный метод нагрева, при этом способ локального воспламенения относится к нагреву смеси локально с электрическим нагревом проволоки в самораспространяющемся реакторе с инициированием самораспространяющихся реакций, а к интегральному методу нагрева относится нагревание смеси в самораспространяющемся реакторе, пока смесь не станет саморазвивающейся и не произойдет реакция, при этом температуру контролируют в диапазоне 500-750°С.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 2 соляную кислоту используют для выщелачивания с получением промежуточного продукта, добавляют разбавленную соляную кислоту и промежуточный продукт с избытком соляной кислоты 10-40%, согласно теории реакции химического уравнения MgO+2H+=Mg2++H2O, причем температура выщелачивания промежуточного продукта на этапе 2 составляет 20-30°С, а время выщелачивания составляет 60-180 мин.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 2 полученный предшественник оксида низковалентного титана TixO содержит следующие компоненты: 75-88 мас.% Ti, 12-25 мас.% O, неизбежные примеси ≤0,5%, при этом суммарные массовые проценты каждого компонента составляют 100%, а размер частиц составляет 0,8-15 мкм.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 2 промывку и вакуумную сушку осуществляют путем промывки выщелачиваемого продукта с удалением выщелачивающего раствора водой до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, после чего продукт сушат в вакуумной печи при температуре сушки 20-30°С, и времени не менее 24 часа, промывку осуществляют водой, в частности, применяют динамическую промывку, при которой в процессе промывки жидкость в баке поддерживают постоянно на уровне, а свежую воду добавляют по мере удаления жидкости, при этом промывку выполняют до нейтрального состояния.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 3 для вторичной реакции глубокого восстановления печь вакуумного восстановления нагревают до степени вакуума ≤10 Пa.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 4 при глубоком выщелачивании продукта количество разбавленной соляной кислоты и глубоко восстановленных продуктов добавляют в соответствии с теорией реакции химического уравнения CaO+2H+=Ca2++H2O 5-30% с избытком соляной кислоты, при этом температура выщелачивания продукта глубокого восстановления составляет 20-30°С, а время выщелачивания составляет 15-90 мин.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 4 промывку и вакуумную сушку осуществляют путем промывки водой выщелачиваемого продукта с удалением выщелачивающего раствора до тех пор, пока промывочный раствор не станет нейтральным, после чего продукт сушат в вакуумной печи при температуре сушки 20-30°С и времени сушки не менее 24 часа, при этом промывку осуществляют водой с применением динамической промывки, при которой в процессе промывки жидкость в баке поддерживают постоянно на уровне, а свежую воду добавляют по мере удаления жидкости, при этом промывку выполняют до нейтрального состояния.
RU2019123302A 2017-05-23 2018-05-21 Получение восстановленного порошка титана методом многостадийного глубокого восстановления RU2716296C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710365974.3 2017-05-23
CN201710365974.3A CN107236869B (zh) 2017-05-23 2017-05-23 一种多级深度还原制备还原钛粉的方法
PCT/CN2018/087688 WO2018214849A1 (zh) 2017-05-23 2018-05-21 一种多级深度还原制备还原钛粉的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716296C1 true RU2716296C1 (ru) 2020-03-11

Family

ID=59984350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123302A RU2716296C1 (ru) 2017-05-23 2018-05-21 Получение восстановленного порошка титана методом многостадийного глубокого восстановления

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11033965B2 (ru)
EP (1) EP3495517B1 (ru)
JP (1) JP6788097B2 (ru)
CN (1) CN107236869B (ru)
DE (1) DE112018000111T5 (ru)
RU (1) RU2716296C1 (ru)
UA (1) UA123521C2 (ru)
WO (1) WO2018214849A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107236868B (zh) 2017-05-23 2019-02-26 东北大学 一种多级深度还原制备高熔点金属粉的方法
CN107236869B (zh) * 2017-05-23 2019-02-26 东北大学 一种多级深度还原制备还原钛粉的方法
CN107099718B (zh) * 2017-06-13 2018-08-28 东北大学 基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钨铁合金的方法
CN108203116B (zh) * 2018-01-19 2019-11-05 中国科学院过程工程研究所 一种由纳米二氧化钛制备微米级二氧化钛颗粒的方法
CN108217721A (zh) * 2018-01-22 2018-06-29 中国科学院过程工程研究所 一种强化钛氧化合物原料酸溶的方法
CN111590084B (zh) * 2019-02-21 2022-02-22 刘丽 一种金属粉体材料的制备方法
CN110524003A (zh) * 2019-10-09 2019-12-03 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 近球型钛粉的制备方法
CN111118308A (zh) * 2019-12-24 2020-05-08 中南大学 一种利用高钛渣直接制备钛合金粉的方法
CN111644610A (zh) * 2020-05-13 2020-09-11 西南科技大学 一种降低钛粉末中氧含量的方法
US11440096B2 (en) 2020-08-28 2022-09-13 Velta Holdings US Inc. Method for producing alloy powders based on titanium metal
CN112756621B (zh) * 2020-12-24 2021-12-31 中国科学院过程工程研究所 一种制备低氧钛粉的方法
CN112725640B (zh) * 2020-12-24 2022-03-11 中国科学院过程工程研究所 一种从四氯化钛制备低氧钛粉的方法
WO2023017265A1 (en) * 2021-08-11 2023-02-16 University Of Bradford Method for metal production
CN114875259A (zh) * 2022-04-29 2022-08-09 淄博晟钛复合材料科技有限公司 一种钙热自蔓延反应制备tc4合金粉的工艺
CN114985753A (zh) * 2022-04-29 2022-09-02 淄博晟钛复合材料科技有限公司 一种钙热自蔓延反应制备还原球形钛粉的方法
CN115448360B (zh) * 2022-09-27 2024-01-16 攀枝花学院 制备TiO材料的方法
CN115502392B (zh) * 2022-10-11 2024-02-06 东北大学 降低氟钛酸盐铝热还原制备的钛或钛合金粉氧含量的方法
CN115921884B (zh) * 2022-12-14 2024-10-01 昆明理工大学 一种金属热还原二氧化钛制备金属钛粉的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2040473C1 (ru) * 1988-09-15 1995-07-25 Керр-МакДЖИ Кемикал Корпорейшн Способ получения сыпучего порошка непигментного диоксида титана
CN104131178A (zh) * 2014-07-21 2014-11-05 东北大学 一种基于铝热自蔓延-喷吹深度还原制备金属钛的方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB813999A (en) * 1956-01-04 1959-05-27 Dominion Magnesium Ltd Production of titanium alloys in powder form
GB664061A (en) * 1948-05-03 1951-01-02 Dominion Magnesium Ltd Production of titanium metal
US2834667A (en) * 1954-11-10 1958-05-13 Dominion Magnesium Ltd Method of thermally reducing titanium oxide
DE3017782C2 (de) * 1980-05-09 1982-09-30 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Verfahren zur Herstellung von sinterfähigen Legierungspulvern auf der Basis von Titan
KR100257476B1 (ko) * 1997-12-09 2000-06-01 원창환 자체 연소 반응법을 이용하여 산화티탄으로부터 순수 티타늄 분말을 제조하는 방법
US6231636B1 (en) 1998-02-06 2001-05-15 Idaho Research Foundation, Inc. Mechanochemical processing for metals and metal alloys
DE10332033A1 (de) * 2003-07-15 2005-02-03 Chemetall Gmbh Verfahren zur Herstellung von Metallpulvern, bzw. von Metallhydridpulvern der Elemente Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta und Cr
NZ548675A (en) * 2006-07-20 2008-12-24 Titanox Dev Ltd A process for producing titanium metal alloy powder from titanium dioxide and aluminium
DE102008000433A1 (de) * 2008-02-28 2009-09-03 Chemetall Gmbh Verfahren zur Herstellung von Legierungspulvern auf der Basis von Titan, Zirconium und Hafnium, legiert mit den Elementen Ni, Cu, Ta, W, Re, Os und Ir
CN101863664B (zh) * 2010-07-15 2012-08-29 武汉工程大学 氮化硼纳米管原位复合陶瓷粉及其制备方法
CN101967531B (zh) * 2010-10-21 2012-07-04 东北大学 一种分步金属热还原制备高钛铁的方法
GB201218675D0 (en) 2012-10-17 2012-11-28 Univ Bradford Improved method for metal production
CN103466648B (zh) * 2013-08-28 2015-07-29 东北大学 一种自蔓延冶金法制备超细粉体的清洁生产方法
CN103466649B (zh) * 2013-08-28 2016-01-20 东北大学 一种自蔓延冶金法制备超细硼化物粉体的清洁生产方法
CN104131128B (zh) 2014-07-21 2016-04-06 东北大学 一种基于铝热自蔓延-喷吹深度还原制备钛铁合金的方法
CN104120304B (zh) * 2014-07-21 2016-04-06 东北大学 一种基于铝热自蔓延-喷吹深度还原制备钛铝合金的方法
CN107236869B (zh) 2017-05-23 2019-02-26 东北大学 一种多级深度还原制备还原钛粉的方法
US10907239B1 (en) * 2020-03-16 2021-02-02 University Of Utah Research Foundation Methods of producing a titanium alloy product

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2040473C1 (ru) * 1988-09-15 1995-07-25 Керр-МакДЖИ Кемикал Корпорейшн Способ получения сыпучего порошка непигментного диоксида титана
CN104131178A (zh) * 2014-07-21 2014-11-05 东北大学 一种基于铝热自蔓延-喷吹深度还原制备金属钛的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Duo Zhihe et al, "Research Progresses on the Preparation of Powders and Alloys by SHS-Metallurgy", Materials China, 08.2016, vol.35, No. 8, pp.598-605. *

Also Published As

Publication number Publication date
US20190283139A1 (en) 2019-09-19
US11033965B2 (en) 2021-06-15
UA123521C2 (uk) 2021-04-14
EP3495517B1 (en) 2020-11-18
EP3495517A4 (en) 2019-08-21
CN107236869A (zh) 2017-10-10
WO2018214849A1 (zh) 2018-11-29
CN107236869B (zh) 2019-02-26
EP3495517A1 (en) 2019-06-12
DE112018000111T5 (de) 2019-05-29
JP2019523348A (ja) 2019-08-22
JP6788097B2 (ja) 2020-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2716296C1 (ru) Получение восстановленного порошка титана методом многостадийного глубокого восстановления
CN106811628B (zh) 一种铸轧法生产动力电池外壳用铝带的方法
US11241740B2 (en) Method for preparing high-melting-point metal powder through multi-stage deep reduction
CN102212716B (zh) 一种低成本的α+β型钛合金
CN101906602B (zh) 一种亚稳定β型钛合金板材加工方法
CN101760680B (zh) 一种铝合金棒材的制造方法
JP6810243B2 (ja) テルミット自己伝播勾配還元及びスラグ洗浄精練に基づくチタン合金の製造方法
CN109022956B (zh) 5a12铝合金铸锭及其生产方法与应用
CN110468382B (zh) 一种含微量元素的大管径Ni-V旋转靶材及其制备方法
CN106929697A (zh) 一种纯铌的提纯工艺
CN105202275A (zh) 一种钛合金tc4热轧管及其制备方法
CN109055752B (zh) 一种钙热还原低价钒氧化物制备金属钒的方法
CN102922225A (zh) 一种钼靶材的制备方法
CN107740020A (zh) 一种钛镍管材的制备方法
CN107779626B (zh) 一种Al-Ti-B-Sr复合中间合金及其制备方法与应用
CN108220635A (zh) 一种抗冲压铝合金型材的熔炼制备方法
CN110129627A (zh) 一种延展性性能好的铝钛硼合金带的制造方法
CN117385219A (zh) 一种高强镍卷材的制备方法
CN102011075B (zh) 一种铜合金板带的非在线固溶的制备方法
CN109321790B (zh) 一种土司盒用铝基材及其制备方法
RU2336348C1 (ru) Способ переработки титан-кремнийсодержащих концентратов с получением искусственного рутила
SU55886A1 (ru) Способ подготовки отводов тантала к измельчению при изготовлении компактного тантала
CN114395700A (zh) 一种钼坯及其制备方法与应用
CN115415523A (zh) 一种镍铂合金靶材制备方法
CN115354163A (zh) 一种细晶高纯无氧铜板的制备方法