ЭЛЕКТРОРАФИНИРОВАНИЕ ТИТАНА В ХЛОРИДНО-ФТОРИДНЫХ РАСПЛАВАХ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ БЕЗ И С ДОБАВКАМИ ФТОРИДА МАГНИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом электрорафинирования получены порошки титана в расплаве NaCl-KCl-NaF(10 мас.%)–K2TiF6(7 мас.%)–Ti без и с добавкой фторида магния (MgF2). Определено влияние температуры и катодной плотности тока на катодный выход по току. Установлено, что выход по току процесса электрорафинирования титана в хлоридно-фторидных расплавах увеличивается при введении в расплав катионов Mg2+. Анализ гранулометрического состава порошков, полученных в расплавах различного состава, показал, что дисперсность полученных порошков титана уменьшается при введении в расплав сильнополяризующих катионов. Изучено влияние параметров электролиза и температуры на крупность получаемых порошков в хлоридно-фторидных расплавах различного состава. Установлено, что при электрорафинировании титана в хлоридно-фторидном расплаве NaCl-KCl-NaF–K2TiF6–Ti уменьшается содержание примесей в металле, причем установлено более низкое содержание примесей в порошках титана, полученных в расплаве с добавкой фторида магния. Сравнительный анализ процесса электрорафинирования в хлоридно-фторидном расплаве с добавкой фторида магния (NaCl-KCl-NaF–K2TiF6–Ti–MgF2) показал преимущества данного расплава по сравнению с солевой системой, не содержащей соли магния. Эти преимущества обусловлены большим выходом по току, получением менее дисперсных порошков и меньшим содержанием примесей в получаемом металле. В результате выполнения работы выбран оптимальный состав электролита (NaCl-KCl-NaF (10 мас.%)–K2TiF6 (7 мас.%)–Ti–MgF2 (1.4 мас.%)) и параметры процесса электрорафинирования (i = 100 мА/см2; T = 1023–1073 К). В указанных условиях получен титан чистотой 99.73%.

Об авторах

Д. А. Ветрова

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН

Email: d.vetrova@ksc.ru
Апатиты, Россия

С. А. Кузнецов

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН

Апатиты, Россия

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 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».