胡蒙均,马通祥,高雷章,屈正峰,温良英,胡丽文,扈玫珑.电解TiO2中间相的形成与溢出气体间的关系[J].稀有金属材料与工程,2019,48(6):1847~1851.[humengjun,matongxiang,gaoleizhang,quzhengfeng,wenliangying,huliwen,humeilong.Relationship between interphases formed and gases released during electrolysis of TiO2[J].Rare Metal Materials and Engineering,2019,48(6):1847~1851.]
电解TiO2中间相的形成与溢出气体间的关系
投稿时间:2017-12-04  修订日期:2017-12-25
中文关键词:  熔盐电解  钙钛矿  阳极气体
基金项目:国家自然科学基金面上项目(项目号51674054)
中文摘要:
      熔盐电解TiO2制备金属钛的过程中,钙钛矿是不可避免的中间相,这已得到国内外研究者的公认。本研究借助间断性实验,主要研究了熔盐电解TiO2制备金属钛过程中,钙钛矿的形成与TiO2脱氧及阳极产生气体间的关系。研究结果表明,CaCl2熔盐中电解TiO2制备金属钛的过程,按其脱氧进程可分为三个主要阶段。第一阶段为 TiO2脱氧生成钛的低价氧化物,同时O2-、熔盐Ca2+和未脱氧的TiO2形成CaTiO3。第二阶段为CaTiO3脱氧、脱钙及钛低价氧化物继续脱氧为Ti2O。第三阶段为Ti2O进一步脱氧为Ti(2% O)。TiO2脱氧量、熔盐消耗量及形成CaTiO3量之间的摩尔比为1:1:1, 且钙钛矿形成阶段阳极只有Cl2放出,钙钛矿形成结束后阳极放出CO2、CO气体,无Cl2放出。若以电解TiO2到含2%氧的Ti[O]所消耗的时间记为100%的话,那么钙钛矿脱氧、脱钙过程约占总时间的38.9%,而钙钛矿形成的时间只占5.6%,其余时间为钛低价氧化物的脱氧过程。因此钙钛矿的形成是该工艺电流效率低的主要原因之一,钛低价氧化物深脱氧速率低是该工艺的主要限制性环节。
Relationship between interphases formed and gases released during electrolysis of TiO2
英文关键词:molten-salt electrolysis  perovskite  Anodic gas
英文摘要:
      it is well know that CaTiO3 is the evitable interphase produced during electrolysis of TiO2 in molten CaCl2. Here, the relationship between formation of CaTiO3 and deoxygenation of TiO2 and emition of gas on the anode is studied by the intermittent experiments. The results show that the process of deoxygenation from TiO2 to Ti can be dividied three stages. The first stage is deoxygenantion of TiO2 and formation of CaTiO3. The second is deoxyenation and decalcification of CaTiO3 to Ti2O including deoxygenation of titanium suboxides. The final stage is deoxygenation from Ti2O to Ti (2% O). the mole ratio of O2- and Ca2+ and CaTiO3 is 1:1:1. Cl2 releases from the anode when CaTiO3 is formed in the cathode. If the whole electrolysis time from TiO2 to Ti (2% O) is thought 100%, the cost time of stage I, stage II and stage III is 5.6%,38.9%, 55.5% respectively. Formation of CaTiO3 and deoxygenation of Ti2O to Ti are both main factors of the low current effeciency.
作者单位E-mail
胡蒙均 重庆大学 humengjun@cqu.edu.cn 
马通祥 重庆大学 matongxiang111@163.com 
高雷章 重庆大学 材料科学与工程学院  
屈正峰 重庆大学 材料科学与工程学院  
温良英 重庆大学 材料科学与工程学院  
胡丽文 重庆大学 材料科学与工程学院  
扈玫珑 重庆大学 材料科学与工程学院 hml@cqu.edu.cn 
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