[发明专利]生产钛-铝-钒合金的方法

权利要求书

1.一种方法，该方法包含：

(a)加热化学掺混物，其中，该化学掺混物包括：

含钛矿石和含钒矿石的混合物；

Al还原剂，配置为将该含钛矿石和含钒矿石的混合物还原为钛-铝-钒合金粗产物；以及

粘度剂；

(b)在该化学掺混物中启动提取反应，以形成：(1)钛-铝-钒合金粗产物，其中，所提取的产物包括至少3.0重量％的氧，和(2)剩余矿渣；以及

(c)将该剩余矿渣与该钛-铝-钒合金粗产物分离，其中，经由该化学掺混物的比，该粘度剂调节矿渣粘度，以允许在该反应过程中，将该钛-铝-钒合金粗产物与该剩余矿渣有效分离为两层；

(d)将来自该提取反应的钛-铝-钒合金粗产物配置为电解池中的阳极，其中，该电解池配置有电解质；

(e)将该电解质加热至介于600℃与900℃之间的温度，以提供熔融电解质，其中，该熔融电解质被保留在反应容器内，并与该阳极和阴极接触；

i.引导来自该阳极的电流通过该熔融电解质，并到达该阴极；

ii.在阳极与阴极之间施加电性压差，以将精炼的钛-铝-钒合金产物沉积在该阴极上；以及

iii.从该反应容器中回收该精炼的钛-铝-钒合金产物，其中，该精炼的钛-铝-钒合金产物包括至少85重量％的钛和5.0重量％的铝和3.0重量％的钒。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包含启动、持续并控制该化学掺混物中的该提取反应。

3.如权利要求1所述的方法，其中，该化学掺混物包含对应于该矿石混合物中氧化钛成分和氧化钒成分与该还原剂中的还原性金属的重量比的该含钛和钒的矿石混合物与该还原剂的比为1.7至2.3。

4.如权利要求1所述的方法，其中，该加热步骤进一步包括：以介于1℃至125℃/分钟之间的升温速率加热该化学掺混物。

5.如权利要求1所述的方法，其中，该加热步骤进一步包括：将该化学掺混物加热至介于1,500至1,800℃之间的温度。

6.如权利要求5所述的方法，其中，该加热步骤进一步包括：从外部加热该化学掺混物，以将该化学掺混物在介于1600至1800℃之间的反应温度维持介于5至30分钟之间的时间。

7.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)后，该方法进一步包括将该钛-铝-钒合金粗产物和剩余矿渣冷却至介于1500℃与1600℃之间的温度。

8.如权利要求1所述的方法，其中，该含钛矿石包括氧化钛，该含钒矿石包括氧化钒，该还原剂包括铝，以及，该粘度剂包括氟化钙，进一步地，其中，该含钛矿石与含钒矿石与还原剂与粘度剂的比对应于下述：

3(TiO₂+xV₂O₅)+(4+y)Al+zCaF₂-Ti₃Al_yV_6xO_15x+2Al₂O₃+zCaF₂，

其中，0.04x0.08，0.3y1.2，以及，2.0z3.0。

9.如权利要求8所述的方法，其中，该粘度剂是CaF₂，该含钛矿石包括氧化钛，且该含钒矿石包括氧化钒，以及，其中，该矿石混合物中氧化钛成分和氧化钒成分与该还原剂与粘度剂的比对应于下述比：

该矿石混合物中3摩尔的氧化钛成分和0.12至0.24摩尔的氧化钒成分，0.6至0.7的Al还原剂，和1.0至1.6的CaF₂粘度剂。

10.如权利要求8所述的方法，其中，0.05x0.07，且0.4y1.1。

11.如权利要求8所述的方法，其中，x＝0.06，且y＝1.0。