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冰晶石熔盐介质中铝热还原月壤模拟样钛铁矿
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TF651[冶金工程—钢铁冶金]
  • 作者机构:东北大学,辽宁沈阳110819
  • 相关基金:国家自然科学基金(51322406); 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0107)
中文摘要:

以月球资源原位利用为目的,研究了在冰晶石熔盐介质中铝热还原钛铁矿制备铝钛铁合金。热力学计算表明,在960℃,铝热还原钛铁矿的相关反应在热力学上可以自发进行。在组成(质量分数,下同)为47.14%NaF-42.86%AlF3-10%FeTiO3的960℃冰晶石介质中进行铝热还原,研究还原剂用量和还原时间对合金产物的影响。还原产物用XRF、XRD、SEM和EDS进行分析。结果表明,合金产物中有Al、Ti、Fe和少量Si,产物的主要物相是Al3Ti。随着铝用量的增加,合金产物中Ti的含量逐渐减少,而Fe的含量逐渐增加;随着反应时间的延长,产物中Al3Ti的含量增加。在冰晶石熔盐体系中进行铝热还原2 h、还原剂用量为理论用量3倍时,铝中钛含量最高可达18.82%。低还原剂用量和较长还原时间在冰晶石熔盐介质中还原钛铁矿,可实现Ti/Fe分离;还原反应为原子态的铝还原溶解为离子态的Ti^4+得到Al-Ti合金。

英文摘要:

Focused on in-situ utilization of lunar resources, we studied the preparation of aluminum alloy by aluminothermic reduction of ilmenite in molten cryolite media. The thermodynamics calculation shows that the standard Gibbs free energy change of aluminothermic reduction of ilmenite is negative in the temperature range 0-1500 ℃. The effects of reductant amount and reaction time on the aluminothermic reduction of ilmenite in 47.14wt%NaF-42.86wt%AlF3-10wt%%FeTiO3 at 960 ℃ were studied. The results obtained by XRF, XRD, SEM and EDS analysis indicate that the products mainly contain Al, Ti, Fe, and a little Si, and the main phase of the product is Al3Ti. With the increase of reductant amount, the content of Ti in alloy products decreases, while the content of Fe in alloy products increases. In addition, the content of Al3Ti increases with the increase of reaction time. The highest content of Ti in the alloy obtained by aluminothermic reaction at 960 ℃ for 2 h using three times reductant amount of theoretical amount is up to 18.82 wt%. Fe and Ti can be separated in FeTiO3 aluminothermic reduction using lower reductant amount and higher reduction time. The FeTiO3 aluminothermic reduction reaction takes place between the dissolved Al atom and dissolved FeTiO3 in the cryolite melt.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715