Titanium en titaniumlegeringen hebben een belangrijke toepassingswaarde in de lucht- en ruimtevaart, de biogeneeskunde en andere gebieden vanwege hun uitstekende eigenschappen, maar de bereiding van titanium en titaniumlegeringen door traditionele thermische reductie van metalen heeft de problemen van een hoog energieverbruik en hoge kosten. Momenteel bevindt de bereidingstechnologie van titanium en titaniumlegeringen zich in de fase van transformatie van hoog-energiechloreringsmetallurgie naar laag-koolstofelektrochemische metallurgie. Er zijn twee belangrijke technische richtingen voor de bereiding van titanium en titaniumlegeringen: thermische reductie van metalen (Hunter, Kroll, DRTS, enz.) en gesmolten-zoutelektrochemie (FFC, OS, elektrodepositie van gesmolten zout, enz.).
Uitgebreide vergelijkende analyse van de thermische reductiemethode en de elektrochemische methode van gesmolten zout
De hoogwaardige ontwikkeling en standaardisatie van de titaniumindustrie- zijn een onvermijdelijke vereiste geworden voor de transformatie en modernisering van de industrie. De vergelijking van de voor- en nadelen van de huidige reguliere titaniumextractietechnologie wordt gedetailleerd weergegeven in Tabel 1. De Kroll- en Hunter-methoden zijn twee klassieke technieken voor de industriële productie van titaniumspons. Onder hen is de Hunter-methode geleidelijk vervangen door de Kroll-methode en de opkomende elektrolysemethode vanwege de lage productie-efficiëntie en het hoge energieverbruik, maar deze heeft nog steeds onderzoekswaarde in hoog-zuiver titanium of speciale toepassingsscenario's. Vanwege de complexiteit van het proces, het hoge energieverbruik en de intermitterende productie blijven de productiekosten van de Kroll-methode hoog, wat de grootschalige toepassing ervan ernstig beperkt. De afgelopen jaren heeft de elektrochemie van gesmolten zout (zoals FFC, USTB en andere processen) veel aandacht getrokken vanwege de voordelen ervan, zoals groen,-koolstofarm en continu productiepotentieel. Hoewel deze processen zich nog in de overgangsfase bevinden van laboratorium- naar pilottesten, wordt verwacht dat ze industriële toepassing zullen bereiken door zich te concentreren op het doorbreken van belangrijke technische knelpunten, zoals de huidige efficiëntieverbetering, controle van de productzuiverheid en stabiliteit van de versterking van apparatuur.
De wijdverbreide toepassing van titanium en titaniumlegeringen op verschillende gebieden, zoals de lucht- en ruimtevaart en de medische sector, stimuleert de vooruitgang van de productieprocessen. Ondanks de huidige doorbraken in titaniumextractieprocessen is er geen technologie gevonden die de Kroll-methode in de industrie kan vervangen. Van de vroegste Hunter-methode tot de FFC-methode en de OS-methode, hoewel het energieverbruik en de milieuvervuiling tot op zekere hoogte zijn verminderd, worden ze nog steeds geconfronteerd met problemen zoals een laag stroomrendement en het onvermogen om continu te produceren.
Elektrochemie van gesmolten zout wordt in de industrie beschouwd als een haalbaar alternatief voor de Kroll-methode vanwege het potentieel voor continue productie met lage- vervuiling. Onder hen heeft de USTB-methode grote doorbraken geboekt op het gebied van titaniumextractie, waarbij een semi-continue productie werd bereikt terwijl titanium met een hoge- zuiverheid werd geproduceerd. Bovendien kan de elektrodepositiemethode met gesmolten zout direct titaniumlegeringen bereiden, waardoor het probleem van het hoge energieverbruik bij het traditionele legeringsproces wordt vermeden.
