CHƯƠNG 2 HOÀN NGUYÊN TiO2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT KIM
2.2.3.Hoàn nguyên TiO2 bằng CaH
Hoàn nguyên TiO2 bằng CaH2 là một dạng của quá trình hoàn nguyên nhiệt kim Ca. CaH2 thu được bằng cách cho H2 tác dụng với Ca ở 400 – 800 oC, phản ứng như sau: Ca + H2 = CaH2. CaH2 rất dễ hút ẩm, vì vậy cần phải bảo quản nó dưới dạng cục, trong bao
Quặng titan Chất kết dính Trợ dung (CaCl2) Trộn hỗn hợp Bùn. Tạo phôi Cấp phôi.
Canxi hóa, khử sắt FeClx T = 1273 K t = 1h hoặc 2h Thiêu kết phôi .
Hơi canxi Hoàn nguyên phôi
Hòa tách, rửa
Sấy chân không
Titan bột . Xử lý chất thải CH2COOH HCl Nước cất Cồn Axeton T = 1273 K t = 6h hoặc 10h
bì kín sau đó nghiền nhỏ thành bột trong máy nghiền kín. Đem TiO2 và CaH2 phối hợp theo tỉ lệ 1:2, cho vào máy trộn kín, trộn đều thành bột hỗn hợp. Phản ứng hoàn nguyên được thực hiện trong thiết bị bằng thép chịu nhiệt, nạp hỗn hợp TiO2 + CaH2. Bình phản ứng sau đó được hút chân không và điền đầy H2, gia nhiệt đến 900 – 1100 o
C phản ứng hoàn nguyên được tiến hành như sau:
TiO2 + 2CaH2 → TiH2 + 2CaO + H2 + 28 kcal (2.11) Khác với quá trình hoàn nguyên bằng Ca, ở đây sản phẩm thu được là TiH2 ít bị oxy hóa khi hòa tách CaO khỏi bột hoàn nguyên, đó chính là lợi thế của quá trình hoàn nguyên TiO2 bằng CaH2. TiH2 là dung dịch rắn của H2 trong Ti, khi thiêu kết trong chân không ở nhiệt độ 700 – 900 oC, bột TiH2 sẽ phân ly ra thành Ti và H2. H2 thoát ra sẽ hoàn nguyên các màng oxit bám trên các hạt Ti làm giảm lượng O2 trong Ti. Bột Ti nhận được chứa 0,2 – 0,4% O2; 0,03 – 0,15% N2 [17].