Национальный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ):

В. А. Карелин, проф., каф. химии и технологии редких элементов, e-mail: vladimir@seversk.tomsknet.ru

А. В. Дубровин, ст. преподаватель, каф. химии и технологии редких элементов

Северский технологический институт — филиал НИЯУ МИФИ:

Е. Н. Микуцкая, ст. преподаватель, каф. химии и технологии материалов современной энергетики

Проведен краткий обзор промышленных технологий получения титановых порошков. Показаны недостатки существующих промышленных хлоридных технологий производства титана. Обоснована необходимость разработки принципиально новой фторидной технологии получения титановых порошков из низкотемпературных фторидных расплавов. Приведена методика приготовления фторидных расплавов с использованием гидрофторирования фторидов лития и натрия безводным фтороводородом, выделяющимся при разложении гидрофторида калия. Описаны процессы, протекающие при электролитическом получении титановых порошков из фторидных расплавов с применением в качестве расходного реагента тетрафторида титана. Поскольку потенциал выделения титана значительно меньше аналогичных значений потенциалов фторидных солей фторидной эвтектики, процесс получения титана протекает с высокой эффективностью. Описаны схема лабораторной установки для проведения электролиза и последовательность операций получения катодного осадка. Исследовано влияние катодной плотности тока на выход титана по току и выбраны оптимальные условия проведения электролиза. Представлены основные элементы электролитической установки, внешний вид осадка, образовавшегося на катоде и отделенного от него. Приведены результаты электролитического получения титана и показано, что выход по току составляет не менее 93 %. Представлен химический анализ порошка титана, изготовленного по предлагаемой технологии, и показано, что содержание примесей в нем не превышает 0,1 % (мас.). Порошки, полученные по фторидной технологии, содержат гораздо меньше примесей, чем титановая губка, произведенная по промышленной хлоридной технологии.

1. Коровин С. С., Зимина Г. В., Резник А. М. и др. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология : в 3 кн. : учебник для вузов / под ред. С. С. Коровина. — М. : МИСиС, 1996.
2. Haiyan Zheng, Toru H. Okabe. Production of Titanium Powder Directly from Titanium Ore by Preform Reduction Process (PRP) [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://www.okabe.iis.u-tokyo.ac.jp/japanese/for_students/parts/pdf/060312_TMS_SanAntonio_Presen_Zheng.pdf.
3. [Электронный ресурс]. — Режим доступа : www.unsworks.unsw.edu.au/fapi/datastream/unsworks:7204/SOURCE02.
4. Withers J. C., Cardelli F., Laughlin J., Loutfy R. O. Recent improvements for electrowinning titanium metal from composite anodes [Электронный ресурс]. — Режим доступа : www.francoiscardarelli.ca/PDF_Files/Article_Cardarelli_MER_Process.pdf
5. Pat. 0029208 US. Thermal and Electrochemical Process for Metal Production / Loutfy R., Withers J. C. App. 2007.
6. Suzuki R. O., Inoue S. // Metall. Mater. Trans. B. 2003. Vol. 34. Р. 277–286.
7. Suzuki R. O., Teranuma K., Ono K. // Ibid. 2003. Vol. 34B. Р. 287-295.
8. Osaki S., Sakai H., Suzuki R. O. // J. Electrochemical Society. 2010. Vol. 157, N 8. Р. E117–E121.
9. Карелин В. А., Карелин А. И. Фторидная технология переработки концентратов редких металлов : монография / отв. ред. В. А. Матюха. — Томск : Изд-во НТЛ, 2002. — 184 с.
10. Карелин В. А., Петракова О. Г., Ковалев С. В. Фторидная технология переработки молибденитовых концентратов // Сб. докл. отрасл. науч.-техн. конф. «Технология и автоматизация атомной энергетики». — Северск, 2003. С. 29–32.