в каких-либо расплавах. Однако при восстановлении он может служить источником получения низших хлоридов, которые уже способны диссоциировать на ионы. На этом и могут быть основаны способы электролитического получения титана.

Электролиз продуктов восстановления тетрахлорида титана

Установлено, что трихлорид титана в расплавах солей частично диссоциирует на титан(Ш)- и хлорид-ионы. В качестве ионизирующих растворителей могут служить расплавленные эвтектические смеси хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. Интересно, что при растворении трихлорида титана в расплавленной эвтектической смеси хлоридов лития и калия образуется система из двух жидких фаз, более тяжелая из которых содержит 45, а легкая — 15% трихлорида титана. Дихлорид титана в таких расплавах также, причем в большей степени, подвергается электролитической диссоциации с образованием титан(П)- и хлорид-ионов. Оба эти низших хлорида титана можно получить в указанных расплавах путем электролитического восстановления первоначально вводимого в раствор тетрахлорида титана. Механизм восстановления тетрахлорида титана может быть, в зависимости от условий электролиза, двояким: либо непосредственное катодное восстановление:

TiCl4 + е- = TiCl3 + Cl-

либо выделение на катоде щелочного металла, восстанавливающего затем тетрахлорид титана:

TiCl4+ Na = TiCl3+ NaCl

Восстановление и в первом, и во втором случае может идти и дальше— до дихлорида титана.

На практике для получения металлического титана используется метод электролиза продуктов восстановления тетрахлорида титана с нерастворимым графитовым анодом. Так как тетрахлорид титана очень мало растворим в расплавленных хлоридах, в процессе электролиза его непрерывно подают в электролит, где он и расходуется. Процесс ведут в электролизерах, представляющих собой цилиндрические кожухи из жаропрочной стали, в которые вделана цилиндрическая кладка из графитовых блоков, имеющая ложное дно; эта кладка служит анодом, а металлический катод расположен по оси цилиндра. Электролизер герметизируется и заполняется аргоном.

Основой электролита является в настоящее время смесь 50% хлорида натрия, 30% хлорида калия и 20% фторида натрия. Процесс проводится при температуре 700° С. Вводимый в электролит тетрахлорид титана восстанавливается на катоде до низших хлоридов, которые диффундируют в электролит. Одновременно на катоде происходит восстановление титан(III)- и титан(II)- ионов до металла:

Ti3++ Зе- = Ti; Ti2+ + 2е- = Ti

Copyright © 2008-2012 TitanDioxide.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Диоксид титана TiO2