东北大学乐成实现“零污染”低本钱制取金属钛粉
钛是一种既属于轻金属又属于罕有金属的金属质料,在化工、舰船和航空航天等规模遍及应用。以一架飞机为例,钛料用于制造飞机电扇叶片、盘、轴、骨架、蒙皮等多个部件,活性印花增稠剂,应用量约占整个飞机重量的15%以上。与钛应用规模的“先进”“高端”对比,钛的制取要领是基于上个世纪50~60年月的要领,相对落伍,产量小、废料高。日前,东北大学冯乃祥传授的团队乐成研究出新的工艺技能,使钛的还原率到达100%,并实现“零”排放。与现行要领对比,钛粉的出产本钱至少可以低落50%。
钛的传统制备要领为四氯化钛镁热还原法,也被称为克劳尔(Kroll)法,这也是今朝家产上出产金属钛的独一要领。该要领产出物中钛仅占55%阁下,并且整个出产工艺进程都涉及氯和氯化合物的生成,且出产进程排放含氯废气和含氯废渣,对情况和人类康健的影响较大。譬喻,情况中的有机氯化物可以或许耗损臭氧,危害人的中枢神经系统,激发癌症;对泥土和地下水造成严重污染。为此,冶金事情者一直致力于研究和摸索新的钛冶金要领,但一直没有打破性希望和成就。
冯乃祥传授团队的要领以氟钛酸钠为原料,以铝为还原剂,制取金属钛粉并副产物无钛冰晶石(在电解铝家产作助熔剂、制造乳白色玻璃和搪瓷的遮光剂)。据冯乃祥传授先容,该新工艺和技能不只可以使钛的还原率到达100%,铝的操作率可同样可以到达100%,并且整个进程无任何废气、废渣、废液的排放;新要领制备金属钛的工艺和设备布局简朴,不存在难以实现家产化的任何技能问题;该工艺不只可以出产纯钛粉,还可以出产任意组分含量的钛铝合金粉,以满意差异钛合金构件和成品,出格是商用客机和歼击机上3D打印大型钛构件技能对钛合金的要求。