基于LaCl_(3)熔盐La直接脱除钛废料中固溶氧研究

作     者：庞俭 孔令鑫 徐俊杰 游彦军 徐宝强 杨斌 Pang Jian;Kong Lingxin;Xu Junjie;You Yanjun;Xu Baoqiang;Yang Bin

作者机构：昆明理工大学真空冶金国家工程研究中心云南昆明650093 昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 云南省有色金属真空冶金重点实验室云南昆明650093 复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室云南昆明650093 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2022年第46卷第7期

页      面：935-945页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 080601[工学-冶金物理化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(21968013) 2017年孔令鑫高层次人才平台建设项目(KKKP201752023) 杨斌科技领军人才培养经费项目(110014078334)资助 

主　　题：钛废料 稀土金属 脱氧 LaCl_(3)熔盐 回收利用 

摘      要：随着我国社会经济的快速发展,国防及民用领域对钛及钛合金的需求日益旺盛,钛废料也与日俱增。直接回炉重熔是回收钛废料最经济、最有效的途径,但由于钛废料中氧含量较高,加之重熔过程无法脱氧,导致其无法直接回炉重熔。因此,如何在重熔前有效脱除有害元素氧是目前钛行业发展亟待解决的关键问题。针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属/熔盐分离困难等问题,结合中国稀土资源丰富的特点,本研究提出了在LaCl_(3)熔盐中,采用La直接脱除钛废料中固溶氧的新方法。热力学计算结果表明:1300 K下,La/La_(2)O_(3)和La/LaOCl/LaCl_(3)平衡的理论脱氧极限分别为5400×10^(-6)O和84×10^(-6)O。基于热力学分析,开展了La/La_(2)O_(3)和La/LaOCl/LaCl_(3)热力学平衡脱氧实验,结果表明:在1300 K下,La/La_(2)O_(3)平衡脱氧极限为3400×10^(-6)O,并且随着La_(2)O_(3)含量的降低,脱氧极限降低;在1300 K下,La/LaOCl/LaCl_(3)平衡条件下的脱氧极限为66×10^(-6)O,结果证实了LaOCl的生成(O(inβ-Ti,1%)+2/3La(l)+1/3 LaCl_(3)(s)=LaOCl(s))促进了La深度脱氧,有效降低了钛中氧含量,并且随着LaOCl含量的降低,脱氧极限降低。本研究通过将理论和实验相结合,证明了LaCl_(3)熔盐中采用La作脱氧剂可有效脱除钛废料中的固溶氧,且效果显著。该方法的建立将有助于实现钛废料的清洁、高效回收利用和低氧钛粉的生产,最终有助于钛产品的大规模使用。