還原氣氛對tio2非化學計量程度的影響開題報告(編輯修改稿)
2025-02-17 18:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 大工藝過程： ①氯化，用氯氣在還原氣氛下氯化鈦原料； ②精餾，四氯化鈦冷凝，精餾提純；③氧化，四氯化鈦氧化生產(chǎn)TiO2。同時，還有各種通過水解TiCl4的工藝方案，但這些工藝都無商業(yè)經(jīng)濟價值。氧化工藝其優(yōu)勢所在市氯氣可循環(huán)使用，即此階段產(chǎn)生的氯氣中加入AlCl3作晶型轉(zhuǎn)化劑及成核劑，生成的氯氣經(jīng)冷凝后返回到氯化工序中[4]。主要反應：TiO2+C+2Cl2=TiCl4+CO2↑ TiCl4+O2=TiO2+2Cl2↑ AlCl3+3O2=Al2O3+6Cl2↑ 硫酸法鈦白粉制造已經(jīng)有著80多年的歷史，至今仍存在于世界上許多國家，其工藝路線成熟，設備裝置要求較低，對原料要求較低，而且可以生產(chǎn)金紅石型和銳鈦礦型兩種產(chǎn)品。盡管其操作流程復雜，流程變數(shù)大，“三廢”排放量較大，至今硫酸法鈦白粉生產(chǎn)任然有著極其強大的生命力，并將持續(xù)很長一段時間。 典型的硫酸法生產(chǎn)工藝流程： 鈦礦粉碎→酸解→沉降→洗渣→結(jié)晶→鈦液壓濾→濃縮→水解→水洗→漂白→鹽處理 首先用磨細的鈦鐵礦和硫酸（濃度≥80%，溫度343K353K）在不斷通入空氣并且攪拌的條件下反應，制得可溶性硫酸鹽：FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O。由于這一反應是放熱的，反應劇烈時溫度可達473K。制取二氧化鈦時，關(guān)鍵點一步是使鈦液水解TiOSO4+2H2O=TiO2H2O↓+H2SO4。鈦液的濃度、酸度、溫度都會影響水解反應的進行，濃度越小，酸度越小，溫度越高，反應越容易發(fā)生。為了升高溫度，反應常常在加壓的情況下進行，這樣也可以使沉淀顆粒比較緊密，讓產(chǎn)品有更好的物理性能[5]。制取二氧化鈦時鈦含量的測定：測定時首先往鈦液中加鋁片，把Ti（IV）還原為Ti3+，Ti3+的還原能力比Sn2+強，它可以還原Fe3+。因此測定時用KSCN做指示劑，用標準Fe3+溶液滴定Ti3+的含量。滴定時，F(xiàn)e3+離子稍微一過量，就生成血紅色[FeSCN]2+，此時到達滴定終點。 對于金屬氧化物，如果在特定的條件下，會造成晶格中的氧的脫離，導致氧缺失，形成氧空位。TiO2晶體在低氧分壓氣氛中，晶體中的氧可以逸出大氣，這時晶體出現(xiàn)氧空位Ti4+獲得電子變成Ti3+，但獲得的電子不在固定的鈦離子上，而是位于氧離子的空位附近，被氧空位束縛，以保持電中性。二氧化鈦非化學計量缺陷反應方程：2TiO2→2Ti＇Ti +Vo+3Oo+1/2O2↑氧空位是TiO2常見的缺陷，TiO2非化學計量時存在氧空位，以TiO2x形式存在［67］，這種
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