• 亨特法

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    亨特法

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    亨特法是xxx個生產純延展性金屬鈦的工業過程。 它是由 Matthew A. Hunter 于 1910 年發明的,他是一位出生于新西蘭并在美國工作的化學家。 該工藝涉及在溫度為 1,000°C 的間歇式反應器中用鈉 (Na) 還原四氯化鈦 (TiCl4)。 然后使用稀鹽酸從產品中浸出鹽。

    TiCl4(g) + 4 Na(l) → 4 NaCl(l) + Ti(s)

    在亨特法之前,所有生產鈦金屬的努力都提供了高度不純的材料,通常是氮化鈦(類似于金屬)。 亨特法直到 1993 年才被 1940 年xxx發的更經濟的 Kroll 工藝所取代。 在 Kroll 工藝中,TiCl4 被鎂而不是鈉還原,但是這兩種方法共享獲得 TiCl4 的相同步驟,如今 Kroll 工藝是最常用的鈦冶煉工藝之一。

    亨特法分一步或兩步進行。 如果使用單一步驟,則反應方程式如上,但是,由于使用鈉而不是鎂進行還原產生的熱量較大,并且難以控制液態鈉的蒸氣壓,因此可以改用兩步法 用過的。 兩步法包括用將 TiCl4 還原為 Ti 所需化學計量量的一半的鈉將 TiCl4 還原為 TiCl2。 接下來,將溶解在氯化鈉中的 TiCl2 與形成 Ti 所需的額外鈉一起轉移到另一個容器中。 兩步過程根據以下兩個反應進行:

    TiCl4(g) + 2Na(l) → TiCl2(l, 在 NaCl 中) + 2NaCl(l)

    TiCl2(l, 在 NaCl 中) + 2Na(l) → Ti(s) + 2NaCl(l)

    與克羅爾工藝相比,亨特法生產的鈦在還原容器壁上的附著較少。 此外,鐵和其他元素的污染也相對較低。 亨特法生產的鈦呈粉末狀,稱為海綿粉。 這種形式很有用,是粉末冶金中廉價的原材料

    金屬鈦的工業過程

    亨特法實用性的主要限制因素是難以將產生的 NaCl 與鈦分離。 亨特法生產的NaCl的蒸氣壓低于Kroll法生產的MgCl2的蒸氣壓。 因此難以使用蒸餾以有效的方式將NaCl與鈦分離。 因此,NaCl 通過在水溶液中浸出來去除。 從該水溶液中回收副產物 (NaCl) 是一個需要額外能量的過程。 這些問題促使亨特法在 1993 年停止在工業中使用,但是,由于與 Kroll 工藝相比,所產生的金屬沉積物具有更好的形式和純度,鈉還原的研發一直持續到今天。

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