химический каталог




Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2.

Автор Большаков К.А.

а. ТЮ2 можно восстановить до металла кальцием, магнием, алюминием, а при высокой температуре — углеродом. Однако способность титана образовывать низшие окислы и твердые растворы с кислородом затрудняет получение чистого металла. С уменьшением содержания кислорода прочность его связи с титаном

возрастает. Парциальная свободная энергия AG, характеризующая взаимодействие растворенного кислорода с титаном, становится приблизительно равной AG0 окислов металлов-восстановителей, и дальнейшее уменьшение концентрации кислорода в металле становится невозможным. Так, при восстановлении Ti62 кальцием при 1000—1200е AG ДЛЯ ТЮ становится равной AG0 для СаО; равновесная концентрация кислорода при этом равна 0,05—0,07%. Качественный металл при восстановлении кальцием трудно получить также потому, что азот, практически всегда содержащийся в нем (Ca3N2, AG°100()°c — = —20 ккал/г-атом N), полностью переходит в титан (TiN,AG°i273cc — = —51 ккал/г-атом N). Кроме того, кальций дорог и дефицитен.

Алюминий доступен, дешев и легко рафинируется. Однако из термодинамических данных следует, что ниже 1400° он восстанавливает ТЮ2 только до ТЮ. Во-вторых, вследствие образования с титаном твердых растворов и интерметаллических соединений при восстановлении алюминием можно получить только сплавы, содержащие 12— 29% Ti и до 0,3% кислорода. Реакция восстановления (56) имеет большой тепловой эффект, поэтому процесс можно проводить методом внепечной металлургии:

ЗТЮа + 4А1 3Ti -f 2А1203 (ДЯ2о8 — — 140,3 ккал) (56)

Шихту из ТЮ2 и порошкообразного алюминия с добавкой флюорита CaF2 для лучшего шлакообразования помещают в открытый гра-фито-шамотный тигель и поджигают с помощью запальной свечи (смесь порошка алюминия и окиси железа). После охлаждения сплав извлекают в виде слитка. Степень использования ТЮ2 ~ 65%. Алюмотер-мическое восстановление используется в промышленности для получения титан-алюминиевых лигатур. Титан-алюминиевый сплав может быть подвергнут электролитическому рафинированию; рафинированный сплав практически не содержит кислорода. При условии создания промышленного электролизера этот метод может стать одним из основных способов получения титана и его сплавов [45, 54, 56].

Восстановление тетрахлорида титана магнием. ТЮ14 восстанавливается рядом металлов (см. рис. 74), однако не все они пригодны для практического использования. Восстановитель не должен содержать примесей, загрязняющих титан, не должен образовывать с ним твердых растворов и соединений. Хлориды, получающиеся при ЕОССТЭ-ноЕлении, должны просто и полностью отделяться от титана. Наконец, восстановитель должен быть дешев. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют магний и натрий. Восстановление TiCl4 магнием выражается суммарной реакцией:

TiCI4 + 2Mg Ti + 2MgCl2 (A/Jagg = — 123 ккал) (57)

На рис. 81 (ДС7° отнесены к молю С12) можно видеть, что при сравнительно низкой температуре протекают реакции восстановления хлоридов титана магнием до элементарного титана. С повышением температуры доминирующее значение приобретают реакции образования

-до'—I—1—I—I—1—J—и—I—I I и—I I и I j I i_

500 1000 1500 2000 'К

Рис. 81. Изменение свободной энергии реакций, протекающих при восстановлении TiCl4 магнием, от

температуры

низших хлоридов. В реальном процессе условия протекания реакций непрерывно меняются во времени и в различных зонах реактора они не одинаковы.

Восстанавливают ТЛС14 в герметичном стальном реакторе (реторте) в атмосфере аргона или гелия (рис. 82). В реактор заливают расплавленный магний и при 800° сверху подают жидкий TiCl4. Температурный интервал, в котором проводится восстановление, невелик; нижний предел— температура плавления MgCl2 (714°), верхний предел обусловлен следующим. Титан, взаимодействуя с материалом реторты — железом, образует эвтектический сплав с т. пл. 1085°. При 1085° реактор проплавляется, выше 900° усиливается загрязнение титана железом, которое переносится через газовую фазу хлоридом железа (II), образующимся при взаимодейств

страница 153
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205

Скачать книгу "Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2." (3.06Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
керамическая плитка chalet brillo bisel
линзы для глаз с наруто
курсы стилиста москва цена
программа подбора кондиционеров веросса кцкп скачать

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)