第10卷增刊1 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
氯化废弃物回收金属钛废料的基础研究
郑海燕，卢金文，田青，沈峰满(东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110004)
Vol.10 Suppl. No.1
Apr.2010
摘要：以Ti-6AI-4V钛合金和FeCl-4HzO为出发原料模拟工业金属钛废料和工业氯化废弃物，在中高温条件下(配合真空)，通过氯化法回收金属钛废料中的钛，获得金属钛的工业生产原料(TiCI).通过XRD、SEM/EDS和化学分析等检测手段对实验产物的物相、形貌和转化率等进行分析。结果表明，利用工业氧化废弃物问收废金属钛在技术上是可行的：当反应温度为1200K、反应时间为2h时，物料的转化率可达到80%以上，利用工业氯化废弃物问收废金属
钛既减少资源的浪费又避免了氯化废弃物的污染、且有价金属回收完全，其有良好的工业应用前录关键词：废金属钛合金：氯化废弃物：回收
中图分类号：TF111
前言 1
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)S1-0053-05
流程、非自耗电极电弧熔炼流程、电子束熔炼流程等，不论上述何种方法对金属钛废料的要求都很严格(比如纯
钛是一种新兴的金属结构材料，金属钛具有比重轻、比强度高、耐热性强、耐腐蚀、超导等特性而广泛应用于航空航天、化工、冶金、医疗民生等各个领域[1-6] 随着钛工业的发展和钛金属的广泛应用，钛材的需求量大幅度上升，同时也将产生了大量的金属钛废料.据估计，在海绵钛生产过程中约产生10%左右的废料：在钛材和钛合金加工过程中，废料约占金属料的80%左右(4] 另外，随着钛制品的广泛应用，低纯度、多成分的废钛料大幅度增加，如何减少和回收金属钛废料便成为钛工业发展中一项急需解决的重要课题
目前国内外已经大量同收金属钛废料，依据钛废料成分和特性的不同，主要有3种方式[7-13]；一是金属钛废料经处理后回炉熔炼生产钛锭或钛铸件[9，这是最理想最经济的钛废料回收方法之一，被广泛应用于工业生产中；二是钢铁工业及铝工业也大量使用金属钛废料作为合金添加剂、脱氧剂等[IL,12]；三是通过开发金属钛废料回收的工艺新流程11-13]，例如真空自耗电极电弧熔炼
度、组分、颗粒尺寸等)，本研究尝试利用工业氯化废弃物回收纯度低、成分杂和品种多的金属钛废料，综合回收金属钛废料和工业氯化废弃物
实验 2
2.1实验原理
以Ti-6A1-4V钛合金和FeCl2-4HzO为出发原料模拟工业金属钛废料和工业氯化废弃物，在中高温条件下(配合真空)，使金属钛废料中的金属成分转化为氯化物，再采用各种物理或化学方法，从氯化物混合物中分离出 TiCI，为生产海绵钛提供工业原料，实现金属钛废料的回收利用，
Ti6Al4V(s)+FeCI:(s,I)→+TiCI(g)+McCL,(g)+Fe(s).
(1)
2.2实验原料
实验所用原料Ti-6AI-4V钛合金和氟化剂(FeCl2) 的化学成分如表1和2所示，
表1实验所用Ti-6A1-4V钛合金的化学成分
Chemical composition of Ti6Al-4V alloy used in this study
Table1
Component Content (%, )
Component Content (%, )
90.02
AI 6.1
V 3.88
H 0.003
Fe 0.07
si ≤0.04
C 0.02
表2实验所用氯化剂的化学成分
Chemical composition of chlorinating agent used in this study
Table2
Sulfate(SO.)
FeCl-4H.O 99.70
2.3实验设备及操作
0.02
Trivalence malysite (Fe)
0.01
Cu 0.015
Zn 0.025
As 0.0002
0 0.49
N 0.014
Alkali and alkaline earth metals
0.04
统4部分组成，实验装置简图如图1所示。实验过程中，
实验设备由电阻炉、真空系统、冷却系统和控温系
将装料增埚放入实验反应器中，密封反应器后多次抽真
收穗日期：20090812，修图日期：2009-12-25
基金项目：国家白热科学基金资助项日(编号：50804007)：中国博士后科学基金(编号：20080431152)：教育部留学回国人员科研房动基金作者简介：郑海燕(1973-)，女，辽宁省海城市人，博士，副教授，主要研究方向为材料制备与冶金工程，E-mail:zhenghy@smm.neu.edu.cn
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