CaCl_(2)-CaF_(2)-CaO三元体系的相图计算

基于Calphad方法,首先对CaCl_(2)-CaO、CaCl_(2)-CaF_(2)和CaO-CaF_(2)体系进行了系统的热力学评估和优化。采用置换溶液模型来描述液相和固溶体相的吉布斯自由能,所有中间相因其固溶区域十分有限而近似处理成准化学计量比化合物,且其自由能依据Neumann-Kopp规则定义。其次,利用Muggianu溶液几何模型将优化获得的所有子二元系的模型参数扩展至CaCl_(2)-CaO-CaF_(2)三元体系。最后,对共晶点进行配样和差示扫描量热法(DSC)测试,通过引入三元交互参数使计算结果与试验数据一致,从而获得了一套自洽的CaCl_(2)-CaO-CaF_(2)三元体系热力学数据库。

熔盐氯化用熔体组分对体系物性的影响研究

氯化物熔盐物性对于熔盐氯化法制备四氯化钛效率至关重要。为了考察氯化用熔盐组分含量变化对熔盐体系物性的影响规律,以工业生产中的熔盐为对象,对正常原盐、泡沫盐和过滤熔盐的电导率和粘度物性进行了测试以及XRD物相分析、化学成分分析。根据实际生产中的组分配比以及化学分析结果,设置了三因素为FeCl_(2)、FeCl_(3)以及MgCl_(2):NaCl的正交试验,研究不同组分配比下熔盐体系的物性变化。结果表明:FeCl_(2)含量对熔盐体系电导率影响最为显著,每5%的FeCl_(2)增加量会使熔盐整体电导率提高0.33 S/cm;FeCl_(3)含量对熔盐体系粘度影响最大,其组分占比在10%~15%区间内的影响最为明显。最后,利用综合评分法评估出最佳的熔盐氯化组分方案为:CaCl_(2) 4%、FeCl_(2) 20%、FeCl_(3) 5%、MgCl_(2):NaCl=1:1。

钛渣熔盐氯化用熔盐体系物相及物性研究

熔盐氯化法是针对高钙镁钛渣物料而开发的一种四氯化钛制备技术,在长期的生产实践中,发现氯化炉组分控制不当时熔盐会发生严重泡沫化,甚至出现影响生产的喷盐等现象。对此,采用XRD、SEM&EDS、DSCTGA等方法对正常盐和泡沫盐的成分、物相及物性进行深入研究。结果表明,泡沫盐中的氧含量以及水不溶固相物远高于正常盐,固相多以Na_(2)Al_(0.5)Fe_(9.5)O_(15)、Mg_(1.6)Ti_(1.1)O_(4)等复合氧化物形式存在。泡沫盐在300~1280℃的失重率为48.71%,较正常盐低13.73%,熔点呈增大趋势。泡沫盐中氧含量较正常盐高约10%,经高温挥发后残余物为富含铁、镁、铝、硅、钙、氧等元素的不规则颗粒团聚体,而正常盐的残余物则为铁、镁和氧元素均匀分布的致密体。阿基米德法无法满足含固相物的正常盐和泡沫盐密度测定,但可采用体积密度法进行测定,两者密度分别为2.02 g/cm^(3)和1.77 g/cm^(3)。