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任务六钠热还原法生产金属钛知识点:热力学分析

热力学分析

《轻金属冶金生产》项目五钛冶金生产

用钠还原四氯化钛制取金属钛的过程,为金属钛生产方法之一。还原作业在高温、氩气保护下进行,还原产物经破碎、水浸除去NaCl后获得海绵状金属钛。此法为美国人亨特(M.A.Hunter)于1910年研究成功,故又称亨特法。1954年英国首先建立用这种方法生产海绵钛的工厂。中国在20世纪60年代后期至70年代曾用这种方法生产海绵钛。

制取海绵钛的化学反应如下:(1)热力学分析

《轻金属冶金生产》项目五钛冶金生产

还原反应为放热反应,H1100K=-375kJ,比镁热还原反应的放热量大。钠热还原反应可能是分以下阶段进行的:(2)(3)(4)(5)高温下(1200K),式(1)-(5)的反应△Gθ值有很大的负值,表明这些反应均可进行。根据各反应的△Gθ负值的大小可知,当限定钠量时,优先按反应式(2)-(4)进行。故可控制TiCl4和钠的配比,使TiCl4首先生成TiCl2,再由TiCl2制取金属钛。热力学分析

《轻金属冶金生产》项目五钛冶金生产

还原生成的NaCl熔体,不但能溶解TiCl2和TiCl3,还能与之相互作用生成诸如Na3TiCl6、Na2TiCl4、NaTiCl3等氯配合物。此外,金属钠在NaCl熔体中亦具有一定的溶解度,其数值如下:上述情况表明:由低价氯化钛还原为金属钛的反应在NaCl熔体中进行;由于熔体中含有相

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