一種冰晶石基熔鹽中鋁熱還原鈦鐵礦制備Al-Ti-Fe合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬冶煉提取領(lǐng)域，特別涉及一種冰晶石基熔鹽中鋁熱還原鈦鐵礦制 備Al-Ti-Fe合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國的鈦資源儲量十分豐富，分布遍及全國20個省區(qū)。其中，鈦鐵礦所占的比例 很大，而金紅石資源嚴(yán)重不足。在鈦鐵礦儲量中，大部分為巖礦，少部分為砂礦。中國各地 的鈦鐵礦的主要化學(xué)組成的重量百分比如表1所示。
[0003] 表1中國各地的鈦鐵礦的主要化學(xué)組成
【主權(quán)項】
1. 一種冰晶石基熔鹽中鋁熱還原鈦鐵礦制備Al-Ti-Fe合金的方法，其特征在于按照 以下步驟進(jìn)行： 以金屬鋁為還原劑，于930-985 °C在冰晶石基熔鹽介質(zhì)中對鈦鐵礦進(jìn)行鋁熱還 原0. 5-6h，然后將合金和熔鹽分離，得到Al-Ti-Fe合金和富Al2O3的冰晶石基熔鹽，其 中 Al-Ti-Fe 合金按重量百分比含 59. 44~83· 55%A1，12. 42~36. 62%Ti，0. 41~9· 03%Fe， 0. 87~2. 68%Si〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰晶石基熔鹽中鋁熱還原鈦鐵礦制備Al-Ti-Fe合金的 方法，其特征在于所述的金屬鋁還原劑的用量為還原鈦鐵礦所需理論還原劑用量摩爾數(shù)的 2?5倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰晶石基熔鹽中鋁熱還原鈦鐵礦制備Al-Ti-Fe合金的 方法，其特征在于所述的鈦鐵礦的加入量是鈦鐵礦與冰晶石基熔鹽總質(zhì)量的2~6%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰晶石基熔鹽中鋁熱還原鈦鐵礦制備Al-Ti-Fe合金 的方法，其特征在于所述的冰晶石基熔鹽成分按重量百分比含15~75%NaF，10~50%A1F 3， 0~5%CaF2,0~5%LiF，0~5%MgF2，其中 NaF 和 AlF3的摩爾比為（2· 0-2. 8) :1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰晶石基熔鹽中鋁熱還原鈦鐵礦制備Al-Ti-Fe合 金的方法，其特征在于所述的富Al2O 3的冰晶石基熔鹽于930-985°C進(jìn)行電解，以Fe-Ni 合金或Fe-Ni-Al2O3金屬陶瓷為陽極，鋁液為陰極，控制電解過程的陰極和陽極電流密 度在0.4~1.2A/cm 2,在陰極得到金屬鋁，在陽極得到氧氣，其中金屬鋁的重量純度為 95. 07~98· 78%，雜質(zhì)主要為 0· 89~3. 68%Fe 和 0· 23~2. 53%Ti。
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬冶煉提取領(lǐng)域，特別涉及一種冰晶石基熔鹽中鋁熱還原鈦鐵礦制備Al-Ti-Fe合金的方法。本發(fā)明以金屬鋁為還原劑，于930-985℃在冰晶石基熔鹽介質(zhì)中對鈦鐵礦進(jìn)行鋁熱還原0.5-6h，然后將合金和熔鹽分離，得到Al-Ti-Fe合金和富Al2O3的冰晶石基熔鹽，其中Al-Ti-Fe合金按重量百分比含59.44~83.55%Al，12.42~36.62%Ti，0.41~9.03%Fe，0.87~2.68%Si。相比現(xiàn)有技術(shù)直接用鋁液還原固態(tài)的鈦鐵礦，本發(fā)明所需反應(yīng)溫度大大降低，減少了能耗，不損失金屬鋁，且還原得到的合金產(chǎn)物純度高。
【IPC分類】C25C3-06, C22B5-04
【公開號】CN104561550
【申請?zhí)枴緾N201410817194
【發(fā)明人】石忠寧, 劉愛民, 謝開鈺, 鄧文濤, 李亮星, 關(guān)蘋蘋, 胡憲偉, 高炳亮, 王兆文
【申請人】東北大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日