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内容介绍
本书着重介绍金属钛熔盐电解提取和高纯钛电解精炼两方面。在概述金属钛应用、资源和冶金现状的基础上，详细介绍了各种钛冶金新技术，深入分析了以FFC、OS和USTB法为代表的新型熔盐电解提取金属钛技术原理和工艺过程；叙述了高纯钛提纯方法，系统介绍了高纯钛电解精炼基本过程、产品质量控制工艺和残钛电解再生技术。本书全面反映了近年来钛熔盐电解技术发展现状，基础和技术并重，适合钛冶金、材料行业的科研人员和技术人员参考使用，也可作为高等院校冶金、材料类专业高年级本科生、研究生学习参考资料。
前言概述
无论是钛冶金提取，还是精炼提纯，熔盐电化学技术一直受到广泛关注，近年来已取得很大进步。然而，至今尚未有一本系统深入阐述钛电解提取与精炼方面的书籍，给相关科研和专业技术人员了解本领域的基本原理和工艺过程带来不便。北京科技大学电化学冶金团队长期从事钛电解提取和精炼方面的科研与工业实践工作，特别是提出了在国际上被誉为USTB法的低成本钛电解提取新技术，并建立了高纯钛电解精炼工业生产线。多年来，与国内外众多钛电化学冶金科研团队保持了良好的交流、沟通和合作关系，对钛电解提取和精炼提纯技术现状有全面深刻的认识和理解。鉴于此，编著《钛电解提取与精炼》一书，希望给钛冶金、材料领域的科研和技术人员提供参考。本书基础性和技术性并重，内容丰富全面，涵盖了各种新型熔盐电解提取金属钛技术，深入论述了钛电解精炼提纯基本过程与产品质量控制工艺。为了使读者能完整掌握钛电化学冶金技术发展背景及金属钛冶金与提纯现状，也概述了钛资源与冶金工艺发展历程，介绍各种化学、物理法提纯技术。本书前两章概述了钛冶金及新技术，第3~5章详细介绍FFC法、OS法、USTB法熔盐电解提取金属钛原理与工艺，第6章阐述了高纯钛及其制备方法，第7、8章系统介绍了钛熔盐电解精炼过程和高纯钛质量控制，第9章为废残钛熔盐电解利用，第10章对钛熔盐电解提取与精炼进行了总结与展望。
作者简介
焦树强，现任北京科技大学教授，博士生导师。国家杰出青年科学基金获得者，入选国家“万人计划”领军创新人才和英国皇家化学会会士；2006年在北京科技大学获得博士学位；承担国家和企业科研项目20余项，发表SCI检索论文200余篇，申请发明专利50余件，已获授权美国专利2件、英国专利1件、中国发明专利20余件；获教育部技术发明二等奖1项，获中国青年科技奖；兼任中国稀土学会火法冶金专业委员会副主任、中国金属学会熔盐化学与技术分会秘书长。主要从事电化学冶金方向的研究工作，在金属钛电解提取与提纯新工艺、CO2减排及利用、熔盐电解体系惰性阳极、太空冶金与制氧技术、铝离子二次电池等领域取得了丰富的研究成果，是USTB和Chinuka钛提取工艺的主要发明人，推动并实现了高纯钛电化学制备工艺的产业化应用。王明涌，现任北京科技大学教授，博士生导师。2011年获中科院过程工程研究所博士学位。曾入选中科院青年创新促进会会员，承担国家和企业科研项目10余项，发表SCI检索论文100余篇，申请发明专利30余件，中国发明专利10余件；曾任中科院青促会化学材料分会理事、IJMMM期刊客座编辑、《江西冶金》编委等。主要从事电化学冶金和产品高值化的研究工作。（1）提出可溶性含氧酸盐电化学冶金新方法（SOSE），形成钒钛磁铁矿中战略金属（VCrTi）短流程冶金与产品功能化新过程；（2）针对低品位-多金属二次资源，开发了梯级转化与强化电化学分离高纯金属新技术；（3）面向电化学能源转化与存储，发展了自支撑多级结构电极材料原位构筑方法。'
目录
1.1 钛性质与应用
1.1.1 钛及钛合金性质
1.1.□ 钛及钛合金用途
1.□ 钛资源
1.□.1 钛分布与矿物种类
1.□.□ 钛矿物形成的矿床
1.□.3 中国钛资源
1.3 钛冶金
1.3.1 钛冶金发展史
1.3.□ 我国钛工业生产发展现状
1.3.3 Kroll钛冶金工艺与问题
1.3.4 钛冶金发展需求
参考文献
□ 钛冶金新技术
□.1 热还原制备金属钛
□.1.1 Armstrong法
□.1.□ PRP法
□.1.3 SRI International法
□.□ 熔盐电解制备金属钛
□.□.1 Ginatlta法
□.□.□ MER法
□.□.3 FFC法
□.□.4 OS法
□.□.5 QIT法
□.□.6 USTB法
□.□.7 MOE法
参考文献
3 FFC法电解提取钛
3.1 FFC法的提出
3.□ 熔盐电解质的选择
3.3 电脱氧机理
3.3.1 电化学还原机理
3.3.□ 三相线模型
3.4 FFC法电解关键控制因素
3.5 惰性阳极
3.6 FFC法电解钛应用拓展
3.6.1 硫化钛电脱硫制钛
3.6.□ 多金属氧化物电脱氧制钛合金
参考文献
4 OS法电解提取钛
4.1 熔盐的选择
4.□ 阳极材料的选择
4.3 OS工艺理论基础
4.3.1 还原剂的基本要求
4.3.□ 氯化钙熔盐中的钙热还原
4.3.3 氯化钙熔盐中的氧化钙电解
4.3.4 钙热还原和氧化钙电解的结合
4.3.5 钙深度脱氧
4.3.6 OS工艺化学-电化学反应
4.4 OS工艺恒压电解
4.4.1 高于氯化钙分解电压的OS工艺
4.4.□ 低于氯化钙分解电压的OS工艺
4.4.3 不锈钢阴极电解
4.4.4 碳的生成
4.5 OS工艺装置与操作过程
参考文献
5 USTB法电解提取钛
5.1 钛碳氧固溶体热力学
5.1.1 吉布斯自由能计算方法
5.1.□ 钛化合物燃烧热的测试与分析
5.1.3 钛化合物等压热容的测试与分析
5.1.4 Ti□CO标准生成吉布斯自由能与正规溶液假设
5.1.5 TiCxOy的标准吉布斯自由能
5.1.6 TiO□碳热还原热力学分析
5.□ 钛碳氧固溶□□备
5.□.1 石墨粉还原TiO□制备Ti□CO
5.□.□ TiC还原TiO□制备Ti□CO
5.□.3 TiC和α-Tio制备Ti□CO
5.3 USTB工艺熔盐电解质的选择
5.3.1 NaCl-KCl共晶盐
5.3.□ LiCl-KCl共晶盐
5.4 可溶钛化合物阳极溶解行为与机理
5.4.1 TiC阳极电化学溶解
5.4.□ TiO阳极电化学溶解
5.4.3 Ti□CO阳极电化学溶解
5.5 TiCl□阴极电化学还原行为
5.5.1 TiCl□制备
5.5.□ Ti□+电化学还原机理
5.5.3 Ti电结晶特性
5.6 USTB法恒流电解提取金属钛
5.6.1 阴极钛形貌结构
5.6.□ 电解过程阴极电流效率
参考文献
6高纯钛及其制备方法
6.1 高纯钛应用与现状
6.1.1 应用领域
6.1.□ 国内外生产现状
6.□ 钛化学法提纯
6.□.1 镁热还原法
6.□.□ 碘化钛热分解法
6.□.3 高温熔盐电解精炼法
6.□.4 离子液体电解高纯钛
6.3 钛物理法提纯
6.3.1 电子束精炼法
6.3.□ 区域熔炼法
6.3.3 固相电解法
6.3.4 光激励法
6.4 钛联合法提纯
6.4.1 热还原一电解精炼一碘化联合法
6.4.□ 熔盐电解精炼一电子束熔炼联合法
6.4.3 电子束熔炼一电子束区域熔炼联合法
6.5 高纯钛分析方法
6.5.1 原子吸收光谱法(AAS)
6.5.□ 电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)
6.5.3 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)
6.5.4 辉光放电质谱法(GD-MS)
参考文献
7 钛熔盐电解精炼基本过程
7.1 熔盐电解质与钛离子形态
7.1.1 低价钛熔盐电解质制备与平均价态
7.1.□ 熔盐中钛离子平衡
7.1.3 各价态钛离子定量检测
7.□ 钛阳极过程
7.□.1 钛阳极上的化学／电化学反应
7.□.□ 氟离子对钛阳极电位的影响
7.□.3 阳极电流密度对阴极钛晶粒的影响
7.3 熔盐组分调节钛离子平衡转变行为
7.3.1 碱金属阳离子对平衡转变反应的影响
7.3.□ 氟离子存在下钛离子转变行为
7.4 钛阴极过程
7.5 阴极钛产物湿法后处理
7.5.1 破碎
7.5.□ 浸洗
7.5.3 磨碎
7.5.4 湿法分级、烘干和包装
参考文献
8 熔盐电解精炼高纯钛质量控制
8.1 NaCl-KCl熔盐体系
8.1.1 结晶钛纯度
8.1.□ 结晶钛粒度
8.1.3 阴极电流效率
8.1.4 沉积钛夹盐率
8.□ NaCl-KCl-KF熔盐体系
8.□.1 F／Ti比对钛离子平衡形态的影响
8.□.□ 氟-氯熔盐钛离子电化学行为
8.□.3 F／Ti比对结晶钛粒度的影响
8.□.4 钛产物典型杂质含量与夹盐率
8.3 LiCl-KCl体系
8.3.1 产物粒度
8.3.□ 阴极电流效率
参考文献
9 废残钛熔盐电解利用
9.1 废残钛来源与利用
9.1.1 废残钛来源
9.1.□ 废残钛利用途径
9.□ 废残钛熔
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