钛公司取得隔膜式电解槽扩大到5000安培规模 的试验成功【)，据该公司估计其成本大大低 于镁还原法。目前正在扩大到22500安培的试 验，计划在1984年要建成一个年产4500吨规模 的，由70座22500安培规模电解槽所组成的电 解法生产海绵钛的工厂。 我国四氯化钛电解的研究开始于196？年， 主要进行篮筐式电解槽的研究，研究的主要单 位有有色金属研究总院，上海第二冶炼厂，上 13 海工业大学、北京钢铁学院等。虽然同是篮筐 式电解槽但不同于美国钛金属公司，它们的加 料方式是将四氯化钛通过插入熔盐下部的加料 管加入到熔盐中，即所谓鼓泡式加料。而我国 采用的是四氯化钛加在熔盐面的上部溶入电解 图3中心阴极气相加料篮框式电解槽 质中，在篮筐的顶部有一气相室，即称之为( 1一耐火砖动层，2-石墨阳极， 3-熔盐液面，4-阴极电缆，5-电 相加料方式。这种电解槽阳极区是半敞开式。 解槽项盖，6一低熔点金属盘， 电解结束时可以不在惰性气氛下直接从电解槽 7-阴极导电板，8-加料管，C-气 相室，10-阴极沉积物，1]-氯气 中吊出。图三所示为这一类电解槽的示意图。 管，12-阴极丝网，13-阳极导电 它的优点是结构简单，称之谓简单型篮筐。在 板，14-低熔点金属盘 1000安培的电解槽上，它的技术指标可以稳定在：「1！电流效案50%左右，金属钛的回收率约 90%左右，已取得扩大到12000安培规模的试验成功11)。但是与国外相比技术指标的差 是较大的。那么今后我国四氯化钛熔盐电解研究技术的发展方向究竞应该向何处发展？D-H 法的隔膜式电解槽的技术指标是高的，但是它需要用金属钴做隔膜，这对于我国是一个钴的 资源比较短缺的国情来说是稚以大量推广应用的。而我国自行发展起来的这种气相加料式简 、 单型的篮筐电解槽的技术指标是否有可能进一步提高？要回答这些问题必需从分析四氯化钛 电解的机理入手来找出这些问题的答案。 二、钛电解的阴极过程 我们通常所说的钛电解电流效率是指钛离子在阴极上放电的电流占外界输入阴极上总电 流的比值。因此，为了研究钛电解的电流效率就有必要幸清楚钛离子在阴极上的放电过程。 J.O'M.鲍克瑞斯等人121提出了在碱金属卤化物中高温电解K:TiF。,TiC1域TiC1 时，存在着两种可能性：以离子、络合物或其它形成的钛直接在阴极上析出或钛是为电解产 生的碱金属所还原的二步析出。M.B.斯米尔诺夫I131比较详细地研究了钛高子在NaC1一 KC1熔体中的阴极极化曲线，得出了四价钛离子分步还原到三价钛离子，再到二价钛离子， 而二价钛离子可以直接在阴极上电化学还原为金属钛。后来，坤姆帕！也发表了四氯化 钛在LiC1一KC1和LiCl一KC1一NaC1低共熔体中电解还原是经历了Ti+→Ti3+一→ Ti→Ti三个阶段的还原过程。 根据M.B,斯米尔诺夫所测得的在NaCI一KC1熔体中含二价钛离子的极化曲线可以置 出在不太高的今钛离子浓度时，电解实际上作很小的心流密度下已统对应丁阴极析出金属钛 119钦公司取得隔膜式 电解槽扩大到 安培规模 的 试验成功 ， 据该公 司估计 其成 木 大大 低 于 镁还原 法 。 目前正 在扩 大 到 安 培 的 试 验 ， 计 划 在 年要 建成一个年产 吨 规模 的 ， 由 座 安培规 模 电解 槽所 组成 的 电 解法生产海绵钦的工 厂 。 我 国 四 氯 化 钦 电解 的研 究 开 始 于 了年 ， 主 要进 行篮 筐式 电解槽的研究 ， 研 究 的 主 要 单 位 有有 色金属研究 总院 ， 上海 第二 冶炼厂 ， 海工业大学 、 北京钢 铁学院等 。 虽然 同是 篮筐 式 电解槽但 不 同于 美国 钦 金属公司 ， 它们 的加 料方式 是 将 四 氯 化钦通 过插入熔盐下部 的 加科 管 加入 到 熔 盐 中 ， 即所 谓 鼓 泡 式加 料 。 而 我 国 采 用 的是 四 氯化钦 加 在熔盐 面 的 上部溶入 电解 质 中 ， 在篮筐的顶 部有一 气 相室 ， 即称 之 为 乡 相加料方式 。 这 种 电解槽 阳极 区是半敞开式 。 电解结 束时可 以 不 在 惰性气 氛下 直接 从 电解槽 中吊出 。 图三 所示 为这 一 类 电解槽 的示 意 图 。 它的 优点是 结 构 简单 ， 称 之 谓 简单型 篮 筐 。 在 。 安 培的 电解槽上 ， 它 的技 术指 标可 以 稳 定在 卜 尸 画细 〕巍 舀臼谷二 多目 喇‘ 面‘ 一 薯一 州 称双谈 练 ， 尸 艺 图 一 阴极导 电板， 一 加 料管， 一 气 相 室， 二 阴极沉 积 物， 卜 氛 气 管， 一 阴极 丝 网 一 阳极导 电 板， 一 低 熔 点金 属 盘 ‘ 。 】 电流效 率 左右 ， 金属 钦 的 回 收率 约 左右 ， 已取得 扩大 到 安培规 模 的试 验成功 「“ 。 但 是 与国外 相 比伎 术指标 的差距 是较大 的 。 那 么 今后 我 国 四 氯 化钦熔盐 电解研究 技 术的发展 方 向究竟应 该 向 何处发 展 一 法 的隔膜式 电解槽 的技术指 标 是 高的 ， 但 是 它需 要 用 金属钻 做隔膜 ， 这 对 于我国 是一个钻 的 资源 比较短 缺 的 国情来 说是 难 以大 量推 广 应 用 的 。 而我 国 自行发展 起 来 的 这 种 气 相加 料式 简 单型 的篮 筐 电解槽 的技 术指标是 否 有可 能进 一 步提 高 要 回 答这 些 问题 必 需 从 分 析 四 氧化钦 电解 的机理入 手来找 出这 些 问题 的 答案 。 二 、 铁 电 解 的 阴极 过 程 … 飞几 我们通 常所 说 的 钦 电解 电流效 率 是指 钦 离子 在阴 极 上放 电的 电流 占外 界输入 阴 极 上总电 流的 比值 。 因此 ， 为 了研 究 钦 电解 的 电 流效 率就 有必 要 尔清楚 钦 离子在阴 极 上的 放电过程 。 ， 鲍 克瑞斯 等人 ’ “ 提 出 了在 碱 金 属 卤 化物 中 高温 电解 。 ， ‘ ’ ‘ 或 时 ， 存在着两 种可能 性 以 离子 、 络 合物 或其它形成 的 钦 直接 在阴 极 上析 出或钦是为 电解产 生 的 碱金属所 还原 的二 步析 出 。 斯 米尔 诺 夫 ’ “ 比 较 详 细地研究 了 钦 笃子 在 一 熔体 中的阴 极极化曲线 ， 得 出 了四 价 钦离子 分 步还原 到三价 钦 离子 ， 再到二价 钦 离子 ， 而二价 钦离子 可 以 直接 在阴 极 上 电化学 还 赚为 金属 钦 。 后 来 ， 坤姆 帕 ’ ‘ 也发 表 了四 氛化 钦在 一 和 一 一 低共熔 体 中 电解还原 是经历 了 ‘ 十 一， 昌 于 “ “ 一 一 。 三个阶段 的还原 过程 。 根据 斯 米尔 诺 夫 所 测得 的 在 一 熔体 中含二价钦离子 的 极化 曲线可 以看 出在不 太高 的 含钦 离子浓 度 时 ， 电解实 际 几在很 小 的 ‘匕流密 度下 已红 对应 于阴 极析 出金娜钦