[发明专利]由含钛复合矿直接电解氯化除铁去杂提取钛及钛合金的方法及其电解槽装置

摘要

本发明涉及由含钛复合矿直接电解氯化除铁去杂提取钛及钛合金的方法。以含钛复合矿为原料，在矿料中加入适量粘结剂后球磨筛分获得细粉料；然后在2~20Mpa下压制成薄片并作为后续电极。以石墨/刚玉坩埚为反应容器；用分析纯CaCl2作为电解质；以高纯氩气为保护气。本发明分为氯化除铁和电解除杂提钛两阶段，氯化除铁阶段：在1000~1300℃、3.5V条件下，以铁铬铝丝/碳棒为阴极，阳极为复合矿料电极，施加电压进行氯化除铁；电解除杂提钛阶段：在1000℃、3.5~4.0V条件下，以复合矿料电极为阴极，阳极为固体透氧膜管内碳粉饱和的熔融金属液，电解脱氧并去除杂质获得金属钛或钛合金。本发明从含钛原矿直接提取利用钛组分，具有流程短、成本低等特点。

主权项

由含钛复合矿直接电解氯化除铁去杂提取钛及钛合金的方法，其特征在于该方法具有如下的工艺步骤：首先将含钛复合矿添加适量粘结剂，然后球磨得到混合均匀的含钛复合矿物细粉；将球磨得到的含钛复合矿细粉料在2～20 MPa压力下压制为薄片；用泡沫镍将压制薄片包裹并用铁铬铝丝包夹制成复合矿物电极；以CaCl2作为熔盐电解质，石墨/刚玉坩埚为容器，采用高纯氩气作为保护气体，该发明方法分为氯化除铁及随后电解除杂提钛两个阶段，氯化条件为：1000~1300 ℃、3.5 V；电解条件为：1000 ℃和3.5~4.0 V；氯化除铁阶段：以铁铬铝丝/碳棒为阴极，以复合矿物电极为阳极，施加电压分解适量氯化钙电解质进行氯化除铁，氯化温度根据具体情况选择在1000 ℃到1300 ℃区间，可生成气/液相的FeClx，其中x = 2或3；电解除杂提钛阶段：以复合矿料电极为阴极，阳极为氧化钇稳定氧化锆固体透氧膜管内碳粉饱和的熔融金属液，并用铁铬铝丝作为电极导线，进行施加电压电解脱氧并实现去除金属杂质后获得金属钛或者钛合金；将电解后所得含钛复合矿电极产物取出，用水冲洗数次，低温烘干即得钛或钛合金粉末。