ELECTROREFINING OF TITANIUM IN ALKALI METALS CHLORIDE-FLUORIDE MELTS WITH AND WITHOUT ADDITIVES OF MAGNESIUM FLUORIDE

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Titanium powders were obtained by the electrorefining in the NaCl-KCl-NaF(10 wt %)–K2TiF6(7 wt%)–Ti melt with and without magnesium fluoride (MgF2) addition. The influence of temperature and the cathodic current density on the current efficiency was determined. It was found that the current efficiency of the titanium electrorefining in the chloride-fluoride melt increased with the introduction of Mg2+ cations into the melt. The powders granulometric analysis of titanium powders obtained in melts of various compositions showed that the dispersion of powders decreased when highly polarizing cations were introduced into the melt. The electrolysis parameters and the temperature effect on the purity of obtained powders in chloride-fluoride melts of various compositions has been studied. It was determined that upon the titanium electrorefining in the chloride-fluoride NaCl-KCl-NaF-K2TiF6-Ti melt, the content of impurities in the metal decreased, and a lower impurities content was found in titanium powders obtained in the melt with the addition of magnesium fluoride. A comparative analysis of the electrorefining in the chloride-fluoride melt with the addition of magnesium fluoride (NaCl-KCl-NaF-K2TiF6-Ti-MgF2) has shown the advantages of this melt in comparison with a molten salt system that does not contain the magnesium salt. These advantages are due to the higher current efficiency, the less dispersion of powders, and the lower content of impurities in the metal. As a result of the work, the optimal electrolyte composition (NaCl-KCl-NaF(10 wt %)–K2TiF6(7 wt %)–Ti-MgF2(1.4 wt %)) and the parameters of the electrorefining process (i = 100 mA/cm2; T = 1023-1073 K) were determined. Under these conditions the titanium powder of 99.73% purity was obtained.

Авторлар туралы

D. Vetrova

Institute of Chemistry, Kola science Centre of the RAS

Email: d.vetrova@ksc.ru
Apatity, Russia

S. Kuznetsov

Institute of Chemistry, Kola science Centre of the RAS

Apatity, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Парфенов О.Г., Пашков Г.Л. Проблемы современной металлургии титана / Новосибирск: CО РАН. 2008.
  2. Kroll W. The Production of Ductile Titanium // Trans. Electrochem. Soc. 1940. 78(1). Р. 35–47.
  3. Лебедев В.А. Металлургия титана / В.А. Лебедев, Д.А. Рогожников. Екатеринбург: ООО «Издательство УМЦ УПИ», 2015.
  4. Колобов Г.А., Печерица К.А. Традиционные и новые технологии рафинирования титана // Титан. 2010. № 1. С. 68–72.
  5. Электролитическое рафинирование титана в расплавленных средах / под ред. В.Г. Гопиенко, Л.Н. Антипина, Ю.Г. Олесова / М.: Металлургия, 1972.
  6. Quemper F., Deroo D., Rjgaud M. Electrolytic reduction of titanium chlorides in fused alkali-chloride eutectics // J. Electrochem. Soc. 1972. 119. № 10. P. 1353.
  7. Ferry D.M., Picard G.S., Tremillon B.L. Pulse and AC impedance studies of the electrochemical systems of titanium in LiCl-KCl eutectic melt at 743 K // J. Electrochem. Soc. 1988. 135. № 6. P. 1443.
  8. Malyshev V., Gab A., Bruskova D.-M., Astrelin I, Popescu A.-M., Constantin V. Electroreduction processes involving titanium and boron species in halide melts // Revue Roumaine de Chimie. 2009. 54. № 1. P. 5–25.
  9. Haarberg G.M., Rolland W., Sterten A., Thonstad J. Electrodeposition of titanium from chloride melts // J. Appl. Electrochem. 1993. 23. P. 217–224.
  10. Chen G.S., Okido M., Oki T. Electrochemical studies of titanium in fluoride-chloride molten salts // J Appl. Electrochem. 1988. 18(1). P. 80–85.
  11. Polyakova L.P., Stangrit P.T., Polyakov E.G. Electrochemical study of titanium in chloride-fluoride melts // Electrochim. Acta. 1986. 31(2). P. 159–161.
  12. Елизарова И.Р., Полякова Л.П., Поляков Е.Г., Стангрит П.Т. Электрохимическое поведение ионов титана в расплаве CsCl-KCl-NaCl-NaF-K2TiF6 // Электрохимия. 1996. 32. № 3. С. 407–414.
  13. Sequeira C.A.C. Chronopotentiometric study of titanium in molten NaCl+KCl+K2TiF6 // J. Electroanal. Chem. and Interfacial Electrochem. 1988. 239(1–2). P. 203–208.
  14. Norikawa Y., Yasuda K., Nohira T. Electrochemical behavior of Ti(III) ions in a KF-KCl eutectic melt // Electrochemistry. 2018. 86. P. 99–103.
  15. Norikawa Y.A., Nohira T. New concept of molten salt systems for the electrodeposition of Si, Ti, and W // Accounts of Chem. Res. 2023. 56. №13. P. 1698–1709.
  16. Ветрова Д.А., Кузнецов С.А. Влияние катионов щелочноземельных металлов на кинетику переноса заряда редокс-пары Ti(IV)/Ti(III) в хлоридно-фторидном расплаве // Расплавы. 2016. № 6. С. 524–534.
  17. Vetrova D.A., Kuznetsov S.A. Influence of the alkaline earth metal cations on the standard rate constants of charge transfer for the redox couple Ti(IV)/Ti(III) in chloride-fluoride melts // ECS Transactions. 2016. 75–15. P. 363–371.
  18. Ветрова Д.А., Кузнецов С.А. Электрохимическое поведение редокс-пары Ti(IV)/Ti(III) в расплаве KCl-KF-K2TiF6 в присутствии катионов щелочноземельных металлов // Расплавы. 2020. № 2. С. 208–220.
  19. Ветрова Д.А., Кузнецов С.А. Кинетика переноса заряда редокс пары Ti(IV)/Ti(III) в хлоридно-фторидных расплавах // Расплавы. 2021. № 6. С. 1–9.
  20. Vetrova D.A., Kuznetsov S.A. Electrochemical behavior of titanium complexes in the KCl-KF melt with additions of alkaline earth metal cations // J. Electrochem. Soc. 2021. 168. № 3. P. 036517.
  21. Vetrova D.A., Popova A.V., Kuznetsov S.A. Electrochemical behavior of niobium and titanium complexes in chloride-fluoride melts with addition of alkaline earth metal cations // J. Electrochem. Soc. 2024. 171. № 4. P. 046506.
  22. Steinberg M.A., Carlton S.S., Sibert M.E., Wainer E.J. Preparation of titanium by fluoride electrolysis // J. Electrochem. Soc. 1955. 102. № 6. P. 332–341.
  23. Патент № 2731950 C2 Российская Федерация / Способ получения микроструктурных порошков титана: № 2019104952: заявл. 21.02.2019: опубл. 09.09.2020 / В.А. Лебедев, В.В. Поляков.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».