鈦是一種既屬于輕金屬又屬于稀有金屬的金屬材料，在化工、艦船和航空航天等領(lǐng)域廣泛應用。以一架飛機為例，鈦料用于制造飛機風(fēng)扇葉片、盤(pán)、軸、骨架、蒙皮等多個(gè)部件，應用量約占整個(gè)飛機重量的15%以上。與鈦應用領(lǐng)域的“先進(jìn)”“高端”相比，鈦的制取方法是基于上個(gè)世紀50～60年代的方法，相對落后，產(chǎn)量小、廢物高。日前，東北大學(xué)馮乃祥教授的團隊成功研究出新的工藝技術(shù)，使鈦的還原率達到100%，并實(shí)現“零”排放。與現行方法相比，鈦粉的生產(chǎn)成本至少可以降低50%。
鈦的傳統制備方法為四氯化鈦鎂熱還原法，也被稱(chēng)為克勞爾（Kroll）法，這也是目前工業(yè)上生產(chǎn)金屬鈦的唯一方法。該方法產(chǎn)出物中鈦僅占55%左右，而且整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程都涉及氯和氯化合物的生成，且生產(chǎn)過(guò)程排放含氯廢氣和含氯廢渣，對環(huán)境和人類(lèi)健康的影響較大。例如，環(huán)境中的有機氯化物能夠消耗臭氧，危害人的中樞神經(jīng)系統，引發(fā)癌癥；對土壤和地下水造成嚴重污染。為此，冶金工作者一直致力于研究和探索新的鈦冶金方法，但一直沒(méi)有突破性進(jìn)展和成果。
馮乃祥教授團隊的方法以氟鈦酸鈉為原料，以鋁為還原劑，制取金屬鈦粉并副產(chǎn)品無(wú)鈦冰晶石（在電解鋁工業(yè)作助熔劑、制造乳白色玻璃和搪瓷的遮光劑）。據馮乃祥教授介紹，該新工藝和技術(shù)不僅可以使鈦的還原率達到100%，鋁的利用率可同樣可以達到100%，而且整個(gè)過(guò)程無(wú)任何廢氣、廢渣、廢液的排放；新方法制備金屬鈦的工藝和設備結構簡(jiǎn)單，不存在難以實(shí)現工業(yè)化的任何技術(shù)問(wèn)題；該工藝不僅可以生產(chǎn)純鈦粉，還可以生產(chǎn)任意組分含量的鈦鋁合金粉，以滿(mǎn)足不同鈦合金構件和制品，特別是商用客機和殲擊機上3D打印大型鈦構件技術(shù)對鈦合金的要求。
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