杏鑫注册网站_美日联合开发钛提取技术

发布时间：2021-08-06   来源：姚文静 译自网络  点击量：65

钛金属具有高强、轻量、耐蚀的特性。从建筑物屋顶到现代喷气式飞机，钛金属的用途与日俱增。钛矿在地壳中分布广泛，但钛的熔炼和提纯需要特殊的高温处理，导致成本增加，同时也向大气中排放出大量二氧化碳。
如今，全球范围内的钛生产商一直在思考如何满足日益增长的钛需求，又能减少温室气体的排放。美国Universal Achemetal Titanium公司(UAT)与日本东邦钛公司（Toho Titanium）合作，致力于通过减少反应方程式中的碳元素来解决这一问题。UAT是美国Universal Technical Resource公司(UTRS)与Achemetal公司成立的合资企业，其合作的目的是将其专利的钛提取和精炼工艺商业化。UTRS是一家政府服务公司。Achemetal是一家从事全球特种和稀土难熔金属的金属供应商。
商业用钛的提取主要是基于克劳尔法（Kroll）。将粉末状二氧化钛矿置于熔炼装置中，注入氯气和还原剂煤焦，温度升高到1,000℃左右，得到液态的四氯化钛和副产品二氧化碳气体。添加镁元素，对四氯化钛进行高温处理，得到多孔结构的纯钛，即海绵钛。海绵钛熔炼成钛锭，再加工成钛板材、线丝材或棒材。 
东邦钛称，研究员们一直寻找比克劳尔法更加先进的方法。但这些新的方法不但生产成本较高，而且钛材质量也不高。采用克劳尔法生产1吨钛会产生大约10吨二氧化碳气体。对于征收碳排放税的国家来说，生产成本会极大提高。在钛熔炼领域有许多新的尝试，但多数都无法有效地得到精练钛，因此新的熔炼技术多年来一直没有实现商业化。
现在，UAT公司研发了一种新技术有望突破这一瓶颈。在粉末状二氧化钛矿中添加氟化钙和铝金属，燃烧时，混合物发生激烈的铝热还原反应，无需使用外部燃料即可提高熔炼装置内的温度。铝热反应后氧化铝和氟化钙渣易于分离。采用电解提纯法将钛合金中的钛元素溶入电解液，之后在电极表面形成固态的树突状沉积物。水洗或通过真空分离技术得到钛金属，杂质含量比当前商业纯钛的杂质含量低。东邦钛称，这种方法与克劳尔法相比有许多优点。由于原材料不含碳元素，二氧化碳排放量大的问题得到了解决。耗电量可降低70～80%。 
在实验室阶段取得一定成果后，东邦钛在2021年将把这项新的提取技术推向新高度。东邦钛将建立中试车间，包含不同大小的电解槽，以优化电解提纯工艺。东邦钛称，中试车间的独特之处是电解槽中间的闸阀。一旦获得沉积的钛，可将钛金属提升至闸阀之处，将上下部分进行分离。电解提纯工艺的改进可大幅减少钛中的杂质。通过常规方法生产的海绵钛含氧量通常为0.02～0.05%。使用电解提纯工艺后，含氧量可降至0.03%，其它杂质含量降至百万分之一。钛金属的应用领域将进一步扩大。
东邦钛称，公司电沉积技术取得很大成功，无需轧制或退火，可在电极表面产生普通纸厚度的钛薄膜，操作员用手即可将其分离。公司生产粉末或纤维烧结多孔薄板，长约1m，用于氢能系统。新的熔炼技术使制造过程更加环保。多数顾客当前考虑的问题是如何降低碳排放量。东邦钛预计，2030年公司将实现二氧化碳排放量在2018年的基础上降低40%，2050年实现碳中和目标。  

美日联合开发钛提取技术 ,钛金属具有高强、轻量、耐蚀的特性。从建筑物屋顶到现代喷气式飞机，钛金属的用途与日俱增。钛矿在地壳中分布广泛，但钛的熔炼和提纯需要特殊的高温处理，导致成本增加，同时也向大气中排放出大量二氧化碳。

如今，全球范围内的钛生产商一直在思考如何满足日益增长的钛需求，又能减少温室气体的排放。美国Universal Achemetal Titanium公司(UAT)与日本东邦钛公司（Toho Titanium）合作，致力于通过减少反应方程式中的碳元素来解决这一问题。UAT是美国Universal Technical Resource公司(UTRS)与Achemetal公司成立的合资企业，其合作的目的是将其专利的钛提取和精炼工艺商业化。UTRS是一家政府服务公司。Achemetal是一家从事全球特种和稀土难熔金属的金属供应商。

商业用钛的提取主要是基于克劳尔法（Kroll）。将粉末状二氧化钛矿置于熔炼装置中，注入氯气和还原剂煤焦，温度升高到1,000℃左右，得到液态的四氯化钛和副产品二氧化碳气体。添加镁元素，对四氯化钛进行高温处理，得到多孔结构的纯钛，即海绵钛。海绵钛熔炼成钛锭，再加工成钛板材、线丝材或棒材。 

东邦钛称，研究员们一直寻找比克劳尔法更加先进的方法。但这些新的方法不但生产成本较高，而且钛材质量也不高。采用克劳尔法生产1吨钛会产生大约10吨二氧化碳气体。对于征收碳排放税的国家来说，生产成本会极大提高。在钛熔炼领域有许多新的尝试，但多数都无法有效地得到精练钛，因此新的熔炼技术多年来一直没有实现商业化。

现在，UAT公司研发了一种新技术有望突破这一瓶颈。在粉末状二氧化钛矿中添加氟化钙和铝金属，燃烧时，混合物发生激烈的铝热还原反应，无需使用外部燃料即可提高熔炼装置内的温度。铝热反应后氧化铝和氟化钙渣易于分离。采用电解提纯法将钛合金中的钛元素溶入电解液，之后在电极表面形成固态的树突状沉积物。水洗或通过真空分离技术得到钛金属，杂质含量比当前商业纯钛的杂质含量低。东邦钛称，这种方法与克劳尔法相比有许多优点。由于原材料不含碳元素，二氧化碳排放量大的问题得到了解决。耗电量可降低70～80%。 

在实验室阶段取得一定成果后，东邦钛在2021年将把这项新的提取技术推向新高度。东邦钛将建立中试车间，包含不同大小的电解槽，以优化电解提纯工艺。东邦钛称，中试车间的独特之处是电解槽中间的闸阀。一旦获得沉积的钛，可将钛金属提升至闸阀之处，将上下部分进行分离。电解提纯工艺的改进可大幅减少钛中的杂质。通过常规方法生产的海绵钛含氧量通常为0.02～0.05%。使用电解提纯工艺后，含氧量可降至0.03%，其它杂质含量降至百万分之一。钛金属的应用领域将进一步扩大。

东邦钛称，公司电沉积技术取得很大成功，无需轧制或退火，可在电极表面产生普通纸厚度的钛薄膜，操作员用手即可将其分离。公司生产粉末或纤维烧结多孔薄板，长约1m，用于氢能系统。新的熔炼技术使制造过程更加环保。多数顾客当前考虑的问题是如何降低碳排放量。东邦钛预计，2030年公司将实现二氧化碳排放量在2018年的基础上降低40%，2050年实现碳中和目标。