Металлургия редких металлов

Иодидный метод рафинирования титана и циркония

Наиболее чистые пластичные титан и цирконий были полу­чены в 1925 г. Ван-Аркелем и де Буром. Разработаный ими способ основан на термической диссоциации газообразных иодидов Til^ и Zrl4 на нагретой до высокой температуры (1300- 1500 С) поверхности (например, накаленной прово­локе из получаемых металлов). В настоящее время метод применяют для производства в ограниченных масштабах тита­на, циркония и гафния высокой чистоты.

Ниже метод более детально рассмотрен на примере тита­на. Процесс иодидного рафинирования титана может быть

Представлен следующей схемой:

О о

100-200 С 1300-1500 С

Ті + 2 12 (пар) » Til4 (пар) Ті + 2 12 (пар).

(исходный) (чистый)

Титан взаимодействует с иодом при низкой температуре (100-200 С). Газообразный Til4 диссоциирует на нагретой до 1300-1500 С поверхности проволоки и осаждается на ней. Освобождающийся при этом иод снова вступает в реак­цию с находящимся в аппарате при низкой температуре ис­ходным рафинируемым титаном.

Очистка титана (как и циркония) от примесей кислорода, азота и углерода при иодидном рафинировании объясняется тем, что оксиды, нитриды и карбиды не реагируют с иодом. Происходит очистка также от большинства металлических примесей, не образующих летучих йодов.

На рис. 59 приведена одна из конструкций промышленного аппарата для иодидного рафинирования титана. Корпус аппа­рата изготовлен из хромоникелевого сплава (80 % Ni, 20 % Сг), устойчивого против действия иода и иодидов титана и циркония.

Крупнозернистый порошок или стружку титана располагают вдоль внутренних стенок аппарата в кольцевом зазоре, об­разуемом установленным у стенок цилиндрическим экраном из молибденовой сетки. В центре аппарата натянута в форме U - образных петель титановая проволока (диаметром 3-4 мм), общая ее длина 11м. Концы проволоки подсоединены к мо­либденовым вводам. В крышке аппарата имеется гнездо для помещения стеклянной ампулы с иодом. Реторту устанавлива­ют в термостате, позволяющем поддерживать температуру у стенок, где расположен рафинируемый титан, в пределах 100-200 °С.

Первоначально реактор откачивают до давления 1,3-10 2- 1,ЗхЮ"3Па, затем впускают иод (путем разбивки оттянутого при отпайке носика ампулы) и подают на нить электрический ток. Практически иода вводят 7-10 % от массы загружаемого титана.

Аппарат рассчитан на получение 24 кг рафинированного титана за цикл или около 10 кг за сутки.

Исследования показали, что скорость осаждения титана определяется стадией транспорта иодида титана к поверх­ности нити.

При оптимальных режимах процесса (температура стенок реактора 140-200 °С, температура нити 1300-1400 °С) диа­метр прутка увеличивается примерно на 10-20 мм в сутки.

Для сохранения постоянства температуры нити по мере

Иодидный метод рафинирования титана и циркония

Рис.59. Аппарат для рафинирования титана и циркония по способу термической диссоциации иодидов:

1 - корпус аппарата; 2 - молибденовая сетка; 3 ~ подвеска для титановых (циркониевых) нитей; 4 - токоподводы; 5 - термостат (внутри - ампула с ио­дом); 6 - вакуумный затвор; 7 - патрубок к вакуумной системе; 8 - крышка ап­парата; 9 - молибденовые крючки; 10 - титановые (циркониевые) нити; 11 - губка титана или циркония, подлежащая очистке

Увеличения ее диаметра необходимо регулировать силу тока и напряжение таким образом, чтобы величина излучаемой мощ­ности с единицы поверхности наращиваемого прутка была по­стоянной. Для этого необходимо соблюдать соотношение: IE3 = К = cosnt; К = 4тгpC2L3, где I - сила тока; Е - нап­ряжение; р - удельное сопротивление; С - мощность, излу­чаемая титаном при температуре прутка; L - длина нити.

По рассчитанной величине К строят зависимость силы то­ка от напряжения (вольтамперную кривую), по которой ведут процесс.

Процесс иодидного рафинирования циркония проводят, как описано для титана, с тем отличием, что оптимальная тем­пература чернового циркония выше (250-300 °С).

В результате рафинирования получают плотные прутки ти­тана и циркония диаметром 25-40 мм. Содержание примесей в рафинированных металах на 1-2 порядка ннже, чем в метал­лах, полученных магниетермическим восстановлением хлори­дов. Металлы содержат, %: О 0,003-0,005; N 0,001-0,004; С /

0,01-0,03. Большая часть металлических примесей содержит­ся в пределах от сотых до менее тысячных долей процента.

5. ПРОИЗВОДСТВО КОМПАКТНЫХ ТИТАНА

И ЦИРКОНИЯ

Металлургия редких металлов

Кобальт

Кобальт - это цветной металл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком. Этот металл немного тверже железа. Окисление кобальта происходит при температуре свыше трехсот градусов с образованием оксида желтого цвета. В раздробленном …

В чем может быть выгода медных канализационных труб?

Если вы решите построить дачу или загородный дом, стоит запомнить одну очень важную вещь – нельзя экономить на проводке, канализации, водоснабжении, отоплении и т.п. Иначе, в случае какой-нибудь аварии, ремонт …

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ МОНАЦИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

В результате переработки монацита получают два вида продуктов: ториевый концентрат и техническую (загрязнен­ную примесями) смесь соединений РЗЭ. В промышленной практике исползуют два способа разложе­ния монацитовых концентратов: Серной кислотой; Растворами гидроксида …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.