[发明专利]一种电解-钛碳硫阳极-制备金属钛的方法

权利要求书

1.一种电解-钛碳硫阳极-制备金属钛的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）以含钛物料、碳和硫还原剂为原料制备硫化钛，含钛物料、碳和硫还原剂摩尔比为1:2.0:2.0～1:2.5:3.0；

（2）以硫化钛和碳化钛为原料，进行高温真空烧结压制备钛碳硫化合物，钛碳硫化合物分子式为TiC_xS_1-x,x≤0.5；

（3）以钛碳硫化合物为原料制备可溶性阳极，在熔盐电解质体系中电解提取金属钛，其中阴极产物为物相单一的金属钛，在阴极上成功沉积金属钛，阳极产生CS₂气体；所述熔盐电解质体系为卤化物、卤化物-氟化物或氟化物，所述阴极材料为金属钛、镍板、不锈钢、钼板中一种或多种组成；

所述电解工艺参数为：阳极电流密度为0.05 A/cm²～1.0 A/cm²，阴极电流密度为0.05A/cm²～1.0 A/cm²，电解温度为400 ～ 900 ℃，阴阳电极距离为1～50 cm；

以硫化钛和碳化钛为原料按照以下反应的化学计量比制备金属钛碳硫阳极：

TiS+TiC=Ti₂CS。

2.根据权利要求1所述的电解-钛碳硫阳极-制备金属钛的方法，其特征在于步骤（3）所述的具体的电解质由NaCl、KCl、MgCl₂、LiCl、NaF、KF、LiF、TiCl₃、TiCl₂、K₂TiF₆、Na₂TiF₆中的一种或多种共晶混合电解质组成；其中电解质中的钛离子浓度为1%～10%。

3.根据权利要求1所述的电解-钛碳硫阳极-制备金属钛的方法，其特征在于，所述电解过程所使用的坩埚为纯钛坩埚、钛合金坩埚、石墨坩埚、镍坩埚、钼坩埚、不锈钢坩埚、铁锰坩埚。

4.根据权利要求1所述的电解-钛碳硫阳极-制备金属钛的方法，其特征在于，在电解过程中生成的CS₂气体将用于硫化钛的制备，实现能源循环高效利用。

5.根据权利要求1所述的电解-钛碳硫阳极-制备金属钛的方法，其特征在于，所述的CS₂还原含钛物料制备硫化钛，所涉及的含钛物料为钒钛磁铁矿、钛精矿、碳化钛、二氧化钛、氮化钛、钛碳氧、钛碳氧氮、高钛渣。