RU2772882C1 - Способ получения титано-алюминиевого сплава - Google Patents
Способ получения титано-алюминиевого сплава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772882C1 RU2772882C1 RU2021107393A RU2021107393A RU2772882C1 RU 2772882 C1 RU2772882 C1 RU 2772882C1 RU 2021107393 A RU2021107393 A RU 2021107393A RU 2021107393 A RU2021107393 A RU 2021107393A RU 2772882 C1 RU2772882 C1 RU 2772882C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alkali metal
- titanium
- electrolyte
- aluminum alloy
- electrolysis
- Prior art date
Links
- -1 titanium-aluminium Chemical compound 0.000 title claims abstract description 49
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 7
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical group [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Inorganic materials [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M Caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M Lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M Rubidium chloride Chemical compound [Cl-].[Rb+] FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 4
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L Barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 101710030029 COLEC12 Proteins 0.000 claims description 2
- 229910013618 LiCl—KCl Inorganic materials 0.000 claims description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L MgCl2 Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M caesium fluoride Inorganic materials [F-].[Cs+] XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Inorganic materials [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon(0) Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AHLATJUETSFVIM-UHFFFAOYSA-M rubidium fluoride Inorganic materials [F-].[Rb+] AHLATJUETSFVIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 5
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K Aluminium chloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 4
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J Titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 201000002161 intrahepatic cholestasis of pregnancy Diseases 0.000 description 2
- 238000011068 load Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- UYOMQIYKOOHAMK-UHFFFAOYSA-J tetrafluoroaluminate(1-) Chemical compound F[Al](F)(F)[F-] UYOMQIYKOOHAMK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000009870 titanium metallurgy Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу получения титано-алюминиевого сплава. Способ получения титано-алюминиевого сплава включает стадии, на которых: a) добавляют TiCl4 и AlCl3 к расплавленному электролиту в защитной атмосфере, причем указанный расплавленный электролит представляет собой смесь по меньшей мере одного хлорида щелочного металла или хлорида щелочноземельного металла и фторида щелочного металла, количество добавленного фторида щелочного металла составляет от 10 до 90 мас. % от массы электролита, а количество добавленного фторида щелочного металла по меньшей мере в 6 раз больше молярной суммы Ti и Al в TiCl4 и AlCl3; b) подвергают полученную смесь электролизу под напряжением от 3,1 до 3,2 В с обеспечением формирования катодного продукта, содержащего титано-алюминиевый сплав, и c) проводят вакуумную дистилляцию катодного продукта для удаления электролита и получения титано-алюминиевого сплава в течение не менее 5 часов, причем температура вакуумной дистилляции выше температур плавления содержащихся в электролите и образовавшихся при электролизе фтортитаната щелочного металла и фторалюмината щелочного металла, а уровень вакуума при вакуумной дистилляции составляет менее 0,1 Па. Сокращается длительность процесса получения сплава. 11 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области металлургии титана, и, в частности, оно относится к способу получения титано-алюминиевого сплава.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
По мере усовершенствования авиационных силовых установок температура внутренней среды аэрокосмических двигателей постепенно растет, и ранее разработанный и использовавшийся сплав на основе никеля больше не соответствует эксплуатационным требованиям при высокой температуре. Благодаря превосходным свойствам термостойкости и коррозионной стойкости титано-алюминиевый сплав можно использовать для изготовления легких и высокопрочных конструктивных элементов в областях авиационно-космической, автомобильной и точной машиностроительной промышленности вместо сплавов на основе никеля. Интерметаллическое соединение на основе титана и алюминия имеет упорядоченное расположение атомов, сильные металлические и ковалентные связывающие силы, малую массу, устойчивость к высокотемпературному окислению и хорошее сопротивление ползучести, что делает его удачным вариантом для использования в качестве сырьевого материала для специального покрытия, обладающего свойствами высокотемпературной и коррозионной стойкости в жестких условиях эксплуатации.
На предшествующем уровне техники способы получения титано-алюминиевого сплава преимущественно включали способ термического восстановления алюминиевого порошка, способ прямого сплавления и способ электро-дезоксидации, из которых в промышленности для получения титано-алюминиевого сплава преимущественно используют способ прямого сплавления, и этот способ получения включает стадии легирования, плавления-отверждения и термической обработки. Однако способ прямого сплавления является сложным и требует многократного плавления для исключения сегрегации элементов сплава, что приводит к экстремально высокой производственной себестоимости титано-алюминиевого сплава, тогда как два других способа связаны с высокотехнологичной проблемой примесных элементов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема, которую нужно решить посредством настоящего изобретения, состоит в обеспечении способа получения титано-алюминиевого сплава. Способ включает следующие стадии:
a. добавление TiCl4 и AlCl3 к расплавленному электролиту в защитной атмосфере, причем расплавленный электролит является смесью по меньшей мере одного хлорида щелочного металла или хлорида щелочноземельного металла и фторида щелочного металла;
b. электролиз смеси, полученной на стадии а; и
c. получение титано-алюминиевого сплава посредством вакуумной дистилляции катодного продукта после электролиза.
Более конкретно, на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава хлоридом щелочного металла является по меньшей мере один из LiCl, NaCl, KCl, RbCl или CsCl.
Более конкретно, на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава хлоридом щелочноземельного металла является по меньшей мере один из BeCl2, MgCl2, CaCl2, BaCl2 или SrCl2.
Предпочтительно на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава по меньшей мере один хлорид щелочного металла или хлорид щелочноземельного металла является любым из NaCl-KCl, LiCl-KCl или CaCl2-NaCl.
Более конкретно, на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава фторидом щелочного металла является по меньшей мере один из LiF, NaF, KF, RbF или CsF.
Предпочтительно на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава фторидом щелочного металла является NaF или KF.
Кроме того, на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава количество добавленного фторида щелочного металла лежит в диапазоне от 10 масс. % до 90 масс. % от массы электролита.
Предпочтительно на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава количество добавленного фторида щелочного металла по меньшей мере в 6 раз больше молярной суммы Ti и Al в TiCl4 и AlCl3.
Предпочтительно на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава температура расплавленного электролита выше температуры его плавления. Кроме того, температура расплавленного электролита на 50°С - 200°С выше температуры его плавления.
Более конкретно, на стадии а способа получения титано-алюминиевого сплава защитная атмосфера представляет собой любой газ, выбранный из аргона, гелия или неона, и предпочтительно представляет собой аргон.
Более конкретно, на стадии b способа получения титано-алюминиевого сплава анод электролитической ячейки представляет собой графит, а катод электролитической ячейки представляет собой то ко про водящий материал.
Предпочтительно на стадии b способа получения титано-алюминиевого сплава токопроводящий материал является материалом, который не легирован титаном или алюминием и имеет температуру плавления выше температуры плавления электролита. Далее, токопроводящий металл является титано-алюминиевым сплавом или углеродистой сталью.
Предпочтительно на стадии b способа получения титано-алюминиевого сплава температура электролиза выше температуры плавления электролита. Кроме того, температура электролиза на 50°С - 200°С выше температуры плавления электролита.
Предпочтительно на стадии b способа получения титано-алюминиевого сплава напряжение электролиза лежит в диапазоне от 3,1 В до 3,2 В.
Более конкретно, на стадии с способа получения титано-алюминиевого сплава температура вакуумной дистилляции должна быть выше температуры плавления вещества с наивысшей температурой плавления, содержащегося в электролите.
Более конкретно, на стадии с способа получения титано-алюминиевого сплава уровень вакуума во время вакуумной дистилляции должен быть ниже 0,1 Па.
Более конкретно, на стадии с способа получения титано-алюминиевого сплава конечная точка вакуумной дистилляции должна быть устойчиво стабильной под вакуумом в течение более чем 5 часов.
Настоящее изобретение обеспечивает способ получения титано-алюминиевого сплава посредством прямого электрохимического восстановления TiCl4 и AlCl3, что сокращает длительность процесса получения титано-алюминиевого сплава и снижает его производственную себестоимость по сравнению с традиционным способом прямого сплавления. Более того, способ по настоящему изобретению исключает проблемы неполного восстановления и низкой эффективности использования электрической энергии, существующие при прямом электрохимическом восстановлении TiO2 и Al2O3, и обеспечивает непрерывную и стабильную работу, поэтому существует хорошая перспектива промышленного применения способа.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение обеспечивает способ получения титано-алюминиевого сплава, включающий следующие стадии:
(1) Смесь TiCl4 и AlCl3 непосредственно вводят в систему расплавленного электролита, состоящего из хлорида щелочного металла или хлорида щелочноземельного металла и фторида щелочного металла, в защитной атмосфере (температура расплавленного электролита выше температуры его плавления, и предпочтительно она на 50°С - 200°С выше температуры плавления электролита), причем TiCl4 и AlCl3 реагируют с фторидом щелочного металла в расплавленном электролите, как показано в формуле (1).
(2) Стадию электролиза проводят с использованием графита в качестве анода и токопроводящего металла в качестве катода, при этом фтортитанат щелочного металла и фторалюминат щелочного металла, образовавшиеся в реакции формулы (1), реагируют в процессе электролиза, как показано в формуле (2).
(3) После электролиза катодный продукт перемещают в вакуумную печь, где электролит удаляют посредством дистилляции при высокой температуре и контролируемом уровне вакуума, который ниже 0,1 Па.
Кроме того, отношение TiCl4 к AlCl3 зависит от молярного отношения в соответствии с требованиями ктитано-алюминиевому сплаву.
Кроме того, добавленное количество фторида щелочного металла должно быть достаточным для образования фтортитаната/фторалюмината. Предпочтительно, добавленное количество фторида щелочного металла по меньшей мере в 6 раз больше молярной суммы Ti и Al в TiCl4 и AlCl3.
Кроме того, температура электролиза преимущественно зависит от температуры плавления электролита и варьируется в зависимости от электролита. В большинстве случаев температура электролиза должна быть на 50°С - 200°С выше температуры плавления расплавленной соли. Если температура электролиза слишком высока, то электролит становится более летучим, что приводит к большим его потерям. Стадию электролиза проводят при постоянном напряжении, чтобы обеспечить возможность одновременного осаждения титана и алюминия. При низком напряжении осаждается только металлический титан, а щелочной металл или щелочноземельный металл может осаждаться при высоком напряжении. Поэтому межэлектродное напряжение предпочтительно лежит в диапазоне от 3,1 В до 3,2 В.
Кроме того, после электролиза катодный продукт в форме титано-алюминиевого сплава содержит большое количество электролитов, включая компоненты электролитов, а также образовавшиеся заново фтортитанат щелочного металла и фторалюминат щелочного металла с низкой растворимостью в водном растворе. Поэтому требуемый титано-алюминиевый сплав можно получить посредством дистилляции. Из-за высоких температур плавления фтортитаната щелочного металла и фторалюмината щелочного металла температура дистилляции должна быть выше их температур плавления.
Согласно способу по настоящему изобретению после электролиза катодный продукт является титано-алюминиевым сплавом, анодный продукт является хлором, а побочный продукт является фторидом щелочного металла. Поэтому сущность способа получения состоит в прямом получении титано-алюминиевого сплава из TiCl4 и AlCl3.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример 1
Добавление некоторого количества NaCl и KCl в равном молярном соотношении в реакционный резервуар, добавление NaF (20 масс. % в пересчете на общую массу электролита), дегидратирование в вакууме при 300°С в течение 5 часов, затем нагревание до 750°С в атмосфере аргона для плавления электролита. Медленное добавление TiCl4 и AlCl3 с массовым соотношением, равным 4:1, к расплавленной соли через загрузочный трубопровод, причем добавленное количество TiCl4 и AlCl3 было рассчитано стехиометрически по формуле (1). Проведение стадии электролиза при контролируемом напряжении, равном 3,2 В, с использованием графитового стержня в качестве анода и стержня из углеродистой стали в качестве катода. После электролиза - перемещение катодного продукта в вакуумную печь, дистилляция в течение 6 часов при контролируемом уровне вакуума, который был ниже 0,1 Па, и при температуре, равной 1100°С, охлаждение и извлечение продукта. ICP-анализ (атомно-адсорбционная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой; от англ.: inductively coupled plasma) показал, что содержание Ti и Al в продукте было равно 82,4 масс. % и 16,6 масс. %, соответственно, что было близко к 83,3 масс. % и 16,7 масс. % при добавлении. Продукт содержал примерно 1% примесей, преимущественно - продукты частичного окисления продукта и следовые примеси металлов. Таким образом был получен титано-алюминиевый сплав с указанным соотношением титана и алюминия.
Пример 2
Добавление некоторого количества NaCl и CaCl2 в равном молярном соотношении в реакционный резервуар, добавление NaF (30 масс. % в пересчете на общую массу электролита), дегидратирование в вакууме при 300°С в течение 5 часов, затем нагревание до 850°С в атмосфере гелия для плавления электролита. Медленное добавление TiCl4 и AlCl3 с массовым соотношением, равным 1:1, к расплавленной соли через загрузочный трубопровод, причем добавленное количество TiCl4 и AlCl3 было рассчитано стехиометрически по формуле (1). Проведение стадии электролиза при контролируемом напряжении, равном 3,1 В, с использованием графитового стержня в качестве анода и стержня из углеродистой стали в качестве катода, причем начальная плотность тока на катоде и аноде была равна 0,2 А/см2 и 0,25 А/см2, соответственно. После электролиза - перемещение катодного продукта в вакуумную печь, дистилляция в течение 6 часов при контролируемом уровне вакуума, который был ниже 0,1 Па, и при температуре, равной 1300°С, охлаждение и извлечение продукта. ICP-анализ показал, что содержание Ti и Al в продукте было равно 52,7 масс. % и 47,0 масс. %, соответственно, что было близко к 56,0 масс. % и 44,0 масс. % при добавлении. Продукт содержал примерно 0,3% примесей, преимущественно - продукты частичного окисления продукта и следовые примеси металлов. Таким образом был получен титано-алюминиевый сплав с указанным соотношением титана и алюминия.
Claims (15)
1. Способ получения титано-алюминиевого сплава, включающий стадии, на которых:
a. добавляют TiCl4 и AlCl3 к расплавленному электролиту в защитной атмосфере, причем указанный расплавленный электролит представляет собой смесь по меньшей мере одного хлорида щелочного металла или хлорида щелочноземельного металла и фторида щелочного металла, количество добавленного фторида щелочного металла составляет от 10 до 90 мас. % от массы электролита, а количество добавленного фторида щелочного металла по меньшей мере в 6 раз больше молярной суммы Ti и Al в TiCl4 и AlCl3;
b. подвергают смесь, полученную на стадии а), электролизу под напряжением от 3,1 до 3,2 В с обеспечением формирования катодного продукта, содержащего титано-алюминиевый сплав; и
c. проводят вакуумную дистилляцию катодного продукта для удаления электролита и получения титано-алюминиевого сплава в течение не менее 5 часов, причем температура вакуумной дистилляции выше температур плавления содержащихся в электролите и образовавшихся при электролизе фтортитаната щелочного металла и фторалюмината щелочного металла, а уровень вакуума при вакуумной дистилляции составляет менее 0,1 Па.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии а) хлорид щелочного металла представляет собой по меньшей мере один из LiCl, NaCl, KCl, RbCl или CsCl, а хлорид щелочноземельного металла представляет собой по меньшей мере один из BeCl2, MgCl2, CaCl2, BaCl2 или SrCl2.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии а) по меньшей мере один хлорид щелочного металла или хлорид щелочноземельного металла представляет собой любой из NaCl-KCl, LiCl-KCl или CaCl2-NaCl.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии а) фторид щелочного металла представляет собой по меньшей мере один из LiF, NaF, KF, RbF или CsF.
5. Способ по п. 1 или 4, отличающийся тем, что на стадии а) фторид щелочного металла представляет собой NaF или KF.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии а) защитная атмосфера представляет собой аргон, гелий или неон.
7. Способ по п. 1 или 6, отличающийся тем, что на стадии а) защитная атмосфера представляет собой аргон.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии b) анод электролитической ячейки представляет собой графит, а катод электролитической ячейки представляет собой токопроводящий материал.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на стадии b) токопроводящий материал представляет собой материал, который не легирован титаном или алюминием и имеет температуру плавления выше температуры плавления электролита.
10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на стадии b) токопроводящий материал представляет собой титано-алюминиевый сплав или углеродистую сталь.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии b) температура электролиза выше температуры плавления электролита.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что на стадии b) температура электролиза на 50-200°С выше температуры плавления электролита.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811157138.7 | 2018-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772882C1 true RU2772882C1 (ru) | 2022-05-26 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1416060A3 (ru) * | 1980-05-07 | 1988-08-07 | Металз Технолоджи Энд Инструментейшн Инк (Фирма) | Способ получени металлов |
| CN1023134C (zh) * | 1991-02-04 | 1993-12-15 | 中国科学院化工冶金研究所 | 熔盐电解法制取钛-铝合金粉 |
| RU2009273C1 (ru) * | 1992-02-14 | 1994-03-15 | Алексей Александрович Маракушев | Способ получения алюминия из анортозитов |
| RU2052544C1 (ru) * | 1990-03-22 | 1996-01-20 | Маракушев Алексей Александрович | Способ получения алюминия из алюмосиликатов |
| RU2401884C2 (ru) * | 2008-09-19 | 2010-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лёгкие Металлы" | Электролизер полякова для производства алюминия |
| CN107868964A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-04-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 合金粉末的制备方法 |
| CN105088283B (zh) * | 2015-09-29 | 2018-05-11 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种提取金属钛的方法 |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1416060A3 (ru) * | 1980-05-07 | 1988-08-07 | Металз Технолоджи Энд Инструментейшн Инк (Фирма) | Способ получени металлов |
| RU2052544C1 (ru) * | 1990-03-22 | 1996-01-20 | Маракушев Алексей Александрович | Способ получения алюминия из алюмосиликатов |
| CN1023134C (zh) * | 1991-02-04 | 1993-12-15 | 中国科学院化工冶金研究所 | 熔盐电解法制取钛-铝合金粉 |
| RU2009273C1 (ru) * | 1992-02-14 | 1994-03-15 | Алексей Александрович Маракушев | Способ получения алюминия из анортозитов |
| RU2401884C2 (ru) * | 2008-09-19 | 2010-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лёгкие Металлы" | Электролизер полякова для производства алюминия |
| CN105088283B (zh) * | 2015-09-29 | 2018-05-11 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种提取金属钛的方法 |
| CN107868964A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-04-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 合金粉末的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109023431B (zh) | 制备钛铝合金的方法 | |
| US11261532B2 (en) | Method and apparatus for electrolytic reduction of a feedstock comprising oxygen and a first metal | |
| Suzdaltsev et al. | Synthesis of aluminum master alloys in oxide-fluoride melts: A review | |
| Lee et al. | Development of a novel electrolytic process for producing high-purity magnesium metal from magnesium oxide using a liquid tin cathode | |
| Suzdaltsev et al. | Extraction of scandium and zirconium from their oxides during the electrolysis of oxide–fluoride melts | |
| US4790917A (en) | Refining of lithium-containing aluminum scrap | |
| Kuznetsov | Electrodeposition of hafnium and hafnium-based coatings in molten salts | |
| ZHANG et al. | Preparation of Mg–Li—La alloys by electrolysis in molten salt | |
| RU2772882C1 (ru) | Способ получения титано-алюминиевого сплава | |
| CN110205652B (zh) | 一种铜钪中间合金的制备方法和应用 | |
| ZHANG et al. | Electrochemical behavior of Pb (II) in LiCl-KCl-MgCl2-PbCl2 melts on Mo electrode | |
| Ye et al. | Preparation of Mg-Yb alloy film by electrolysis in the molten LiCl-KCl-YbCl3 system at low temperature | |
| Haarberg | Electrodeposition of aluminium containing alloys from molten fluoride electrolytes containing metal oxides | |
| Wang et al. | Electrochemical separation of Fe (III) impurity from molten MgCl2-NaCl-KCl for magnesium electrolytic production | |
| Wei et al. | Preparation of Mg-Li-Sm alloys by electrocodeposition in molten salt | |
| US5188711A (en) | Electrolytic process for making alloys of rare earth and other metals | |
| Haarberg | Electrochemical behaviour of dissolved titanium oxides during aluminium deposition from molten fluoride electrolytes | |
| Filatov et al. | Extraction of zirconium from its oxide during electrolysis of the KF–AlF3–Al2O3–ZrO2 melts | |
| CN102181884A (zh) | 一种制备不同相组成的铝锂-钆合金的方法 | |
| Rushan et al. | Electrochemical behavior of Ce (III) in LiF-BaF2 melts | |
| Jeoung et al. | An electrolytic process using an Ag cathode and vacuum distillation for Mg metal production from MgO | |
| Hu et al. | Advanced extractive electrometallurgy | |
| RU2819113C1 (ru) | Способ электролитического получения сплавов алюминия со скандием | |
| RU2819114C1 (ru) | Способ электролитического получения сплавов алюминия с иттрием с использованием кислородвыделяющего анода | |
| Rudenko et al. | LOW-TEMPERATURE ELECTROLYTIC PRODUCTION OF Al-REM ALLOYS IN CRYOLITE MELTS |