熔融盐电解方法和电解槽及使用该方法的Ti的制造方法

专利名称：熔融盐电解方法和电解槽及使用该方法的Ti的制造方法
技术领域：
本发明涉及金属雾形成金属(例如Ca、 Li、 Na、 Al等)的氯化物， 特别是电解含有CaCl2的熔融盐，能够得到Ca浓度提高的熔融盐的熔融盐 电解方法和用于其的电解槽及使用该方法的Ti的制造方法。
背景技术：
在金属Ti的工业制法中通过Mg还原TiCl4的还原法(kroU法)是一 般的方法。在该还原法中经过还原工序-真空分离工序制造金属Ti。在还 原工序中，在反应容器内从上方供给的液态的TiCl4通过熔融Mg被还原， 生成粒子状的金属Ti，逐渐向下方沉淀而得到海绵状的金属Ti。在真空分 离工序中，从反应容器内的海绵状金属Ti中除去未反应的Mg和作为副生 成物的MgCL。通过还原法，在金属Ti的制造中，可以制造高纯度的制品。但是因 为是批量，所以制造成本增大，制品价格非常昂贵，制造成本增大的原因 之一是难以提高TiCh的供给速度。作为其理由，考虑有几种， 一是TiCh的供给速度过大时，从上方向 未沉淀而残留在液面的MgCl2中供给TiCl4，因此，供给的TiCk作为未反 应的TiCU气体和还原不充分的TiCl3气体等被向反应容器外排出，从而 TICl4的使用效率降低。另外，在还原法中，因为只在反应容器内的熔融Mg液体的液面附近 反应，因此发热区域窄。为此，在高速供给TiCl4时冷却跟不上，也是限 制TiCl4的供给速度的很大的理由。还有，因为熔融Mg的濡湿性(粘着性)，生成的Ti粉末以凝集的状 态沉降，即使在沉淀中，由于高温的熔融液具有的热而烧结粒成长，难以 向反应容器外回收。所以，不能连续的进行金属Ti的制造，阻碍了生产性。关于还原法以外的Ti的制造方法，在美国专利第2205854号说明书 中，作为TiCl4的还原剂除Mg以外，记载有例如可以使用Ca。并且，使 用通过Ca的还原反应制造Ti的方法，在美国专利第4820339号说明书(以 下称"文献l")中，记载有一种方法，其是在反应容器内保持CaCl2的熔 融盐，从上方向该熔融盐中供给金属Ca粉末，使熔融盐中溶入Ca，并且 从下方供给TiCl4气体，从而在CaCl2的熔融盐中使溶解Ca和TiCl4的反 应。然而，上述文献l中记载的方法，作为还原剂使用的金属Ca的粉末 极为昂贵，购买其使用时，制造成本比还原法高，因此不能作为工业的Ti 的制造法。此外，反应性强的Ca处理非常困难，这也是阻碍根据Ca还原 的Ti制造方法的工业化的重要原因。还有作为别的Ti制造方法，在美国专利第2845386号说明书(以下 称"文献2"中，记载有不经过TiCh，通过Ca直接还原TiCh的欧尔逊(才 ^ 乂 的方法。该方法是氧化物直接还原法的一种。但是，在该方法中， 必须使用价格昂贵的高纯度的Ti02。另一方面，本发明者们，为了确立工业化的根据Ca还原的Ti制造方 法，通过Ca还原TiCl4是不可缺少的，考虑到必须经济的补充在还原反应 中消耗的熔融盐中的Ca，在特开2005-133195号公报(以下称"文献3") 和特开2005-133196号公报(以下称"文献4")中提出了使用通过熔融的 CaCl2的电解而生成的Ca，并且循环使用该Ca的方法即"OYIK法(才一 4 '7 ，法)"。在上述文献3中，记载有通过电解生成补充Ca，在反应容 器中导入富Ca的熔融CaCL，根据Ca还原的Ti粒的生成中使用的方法， 在上述文献4中，还公开有通过使用作为阴极的合金电极(例如Mg-Ca 合金电极)，有效地控制伴随电解的反作用的方法。发明内容如上所述，历来进行了很多关于还原法以外的Ti制造方法的研究开 发。特别是在本发明者们提出的所述"OYIK法(才一4 '7夕法)"中，随 着TiCk的还原反应，熔融盐中的Ca消耗，但是如果电解该熔融盐，在熔融盐中生成Ca，如果在还原反应中再使用这样得到的Ca，就不需要从外 部补充Ca，而且不需要单独取出Ca，因此提高了经济性。因此，本发明者们立足于该OYIK法的基本构成，对作为提高效率， 进行稳定的操作的金属Ti的制造工艺的开发的一环，即熔融CaCl2的电解 工序加以讨论。本发明的Ti或Ti合金的制造方法以深入参加其立意的开 发和完成的4名"小笠原、山口、市桥、金泽"的首字母组合"OYIK-II 法(才—< 7夕-n法)"命名。本发明的目的在于提供熔融盐电解方法，和用于其的电解槽以及适用 该方法的Ti的制造方法，电解含有Ca、 Li、 Na、 Al等的金属雾形成金属 的氯化物的熔融盐，特别是含有CaCl2的熔融盐，在得到Ca浓度提高的熔 融盐时，能够有效地进行含有高浓度Ca的熔融盐的回收，能够维持高电 流效率，连续电解大量的熔融CaCl2。为了解决所述的课题，本发明者们使用熔融CaCl2对电解槽容器的形 状、电极形状、电解条件、极间距离等进行详细讨论，完成本发明。本发明的要旨为下述(1)瑢融盐电解方法，(2)电解槽，和(3)使 用该方法的Ti的制造方法。(1) 一种熔融盐电解方法，通过从电解槽的一端向阳极和阴极之间连 续或者间断地供给含有金属雾形成金属的氯化物的瑢融盐，对阴极表面附 近的熔融盐赋予一方向的流速，通过在阴极表面附近使熔融盐在一方向流 动，同时进行电解，从而提高熔融盐的金属雾形成金属浓度。在此，所谓的"金属雾形成金属"是例如象Ca、 Li、 Na、 Al等，具 有在金属的氯化物中其金属自身溶解的性质(即Ca在CaC12中溶解，另 外Li在LiCl中溶解)并且，还原TiCl4的金属。在该熔融盐电解方法中，如果使用下述电解槽则容易回收阳极侧产生 的氯气，该电解槽阳极表面和阴极表面相对在大致垂直方向配置，在阳极 和阴极间设有隔膜或者熔融盐的一部分可流通的隔壁。另外，能够抑制通 过电解生成的金属雾形成金属(例如Ca)和氯(Cl)反应生成CaCh的反 作用，因此优选(以下记为第l实施方式)。阴极为中空，具有熔融盐能够从阴极表面流入阴极内部的缝隙或者 孔，能够将流入阴极内部的金属雾形成金属浓化物熔融盐向电解槽外排出，如果采用这种实施方式，能够有效地抑制反作用(以下记为第2实施 方式)。另外，如果将电解槽内的熔融盐的金属雾形成金属控制在低于饱和溶解度，则Ca浓度提高，使TiCl4的生成速度增大，并且能够抑制电解槽内 部的闭塞等的问题(以下记为第3实施方式)。(2) —种电解槽，其具有保持含有金属雾形成金属的氯化物的熔融 盐的在一方向长的电解槽容器、沿所述电解槽容器的长方向配置的阳极和 阴极，在所述电解槽容器的长方向的一端部，设有熔融盐供给口以能够将 熔融盐供给阳极和阴极之间，在另一端部设有熔融盐排出口，该熔融盐排 出口将通过所述熔融盐的电解而生成的Ca浓度提高的熔融盐向电解槽外 排出。该电解槽阳极表面和阴极表面相对在大致垂直方向配置，而且，在阳 极和阴极间设有隔膜或者熔融盐的一部分可流通而构成的隔壁，如此，所 述第1实施方式的电解方法的实施能够适合使用。(3) —种Ti的制造方法，包括使TiCh与含有CaCl2且溶解有Ca 的熔融盐中的Ca反应使Ti粒在所述熔融盐中生成的还原工序、使在所述 熔融盐中生成的Ti粒从所述熔融盐中分离的分离工序、随着Ti粒的生成 电解Ca浓度降低的熔融盐从而提高Ca浓度的电解工序，将在电解工序中 生成的Ca浓度提高的熔融盐在在还原工序中用于TiCl4的还原，在所述电 解工序中，使用上述(1)所述的熔融盐电解方法。本发明的熔融盐电解方法，在阴极表面附近使熔融盐一方向流动同时 进行电解，在电解槽的出口侧，回收金属雾形成金属浓度提高的熔融盐。 根据该电解方法，抑制反作用维持高电流率，并且能够有效地取出Ca等 的金属雾形成金属浓化的熔融盐，而且，能够连续电解大量的熔融CaCl2。 通过本发明的电解槽该方法能够容易地实施。另夕卜，如果将本发明的电解方法适用于通过Ca还原的Ti的制造，能 够比较稳定地得到Ca浓化的熔融盐，因此能够高效地制造金属Ti。


图1是表示本发明的电解槽的主要部分的构成例的剖面图。 图2是本发明的电解槽的其他的构成例，是模式地表示使用中空阴极 的电解槽的一部分的构成的图。图3是表示实施本发明的Ti的制造方法时的工序例的图。
具体实施方式
以下参照附图，具体地说明本发明的熔融盐的电解方法，电解槽及其 适用该方法的Ti的制造方法。还有，在本发明的熔融盐电解方法中，金 属雾形成金属在还原TiCh生成Ti时也同样起作用，所以，以下对金属雾 形成金属为Ca的情况进行说明。图1是表示在实施本发明的熔融盐的电解方法时使用的电解槽的重要 部分的构成例的剖面图。该电解槽1具有保持含有CaCl2熔融盐的在一方向长的配管(圆筒) 形状的电解槽容器la;沿上述电解槽容器la的长方向配置在该容器la内 的同样圆筒状的阳极2和圆柱状的阴极3，在所述电解槽容器la的长方向 的一端部(底盘4)设有熔融盐供给口 6，在另一端部(上盖5)上设有熔 融盐排出口7。阳极表面和阴极表面相对在大致垂直方向上配置，还有， 在阳极2和阴极3之间为了抑制由熔融盐的电解生成的Ca的通过设有隔 膜8。另外，在阳极2的外面装有冷却器9。本发明的电解方法，其特征在于，从电解槽的一端向阴极和阳极之间 连续或间断地供给含有金属雾形成金属(Ca)的氯化物(CaCl2)的熔融盐， 从而对阴极表面附近的熔融盐赋予一方向流速，使熔融盐在阴极表面附近 一方向流动同时进行电解，由此提高熔融盐中Ca的浓度。即在本发明的熔融盐的电解方法中，首先将含有CaC12的熔融盐从电 解槽l的端部向阳极2和阴极3之间连续或间断地供给。还有，在此"含 有CaC12的熔融盐"为熔融CaCL，或者在熔融CaCl2中添加了为了降低熔 点、调节粘性等的KC1、 CaF2等的熔融盐。以下简称为"熔融盐"。电解槽1具有在一方向长的形状(在图示例中，在垂直方向细长的配 管(圆筒)形状)，因此，通过从电解槽l的一端向阳极2和阴极3之间 连续或间断地供给熔融盐，从而对阴极3表面附近的熔融盐赋予一方向流速，使熔融盐在阴极3表面附近一方向流动成为可能。此时，至少阴极3表面附近的熔融盐显现出一方向流动的状态即可，也可以阳极2和阴极3之间的熔融盐整体一方向流动。还有，所谓"所述阴极表面附近"是指与在阴极表面生成的Ca存在的阴极表面邻接的区域。熔融盐的供给通常连续进行，但是由于与后续工序等的关系，也可以 是间断的，即，即使停止一次供给熔融延，也能够继续再度供给。在停止 一次供给熔融盐时，阴极表面附近的熔融盐的流动也停止。因此，严格地 说所述"对阴极表面附近的熔融延赋予一方向流速"时的"流速"也包含 不流动的流速为0的状态。接着，电解熔融盐。即，在阴极表面附近使熔融盐一方向流动，同时 进行电解，而在阴极表面使Ca生成，但是电解槽1具有在一方向长的形 状，还有，在图l所示的例中，为了很低地抑制电解电压，而使阳极2和 阴极3之间的距离比较狭窄，因此能够防止Ca浓度低的熔融盐供给口 6 附近的熔融盐和由于电解Ca浓度提高的熔融盐的排出口 7附近的熔融盐 混合，能够有效地仅排出Ca浓化的熔融盐。所述文献2中记载的技术是在还原中使用Ca，但是通过Ca不仅直接 还原TiCl4还有TiCh而形成Ti的直接还原法，与本发明的电解方法不同。 还有，在所述文献2中记载的直接还原法中，作为阳极的碳素电极除生成 CCh而消耗之外，在熔融盐中生成碳化钛(TiC)，因此，在得到的Ti中混入 了C污染而生成的Ti，加工性劣化，因此，使用该Ti作为伸展材时成为 问题。另外，在所述文献2中，记载有"在熔融盐中通过Ca还原而生成Ti 的过程中，在阴极附近形成熔融盐的流动"技术。但是，其没有记载也没 有暗示本发明的如下的技术构思沿电解槽内的长度方向使阳极和阴极相 对而配置，在阴极表面附近，或者在设有的隔膜等时，在阴极表面和隔膜 间形成的阴极室中，形成沿阴极表面一方向的熔融盐的流动，在该状态下 通过电解，在电解槽的出口侧回收Ca浓度提高的熔融盐。因此，即使在电解槽内熔融盐形成一方向流动点上共通，本发明的熔 融盐的电解方法和所述文献2中记载的技术也完全不同。本发明的熔融盐电解方法中的第一实施方式为使用如下电解槽的方法，该电解槽阴极表面和阳极表面相对而在大致垂直方向配置，在阴极和 阳极间设有隔膜或者熔融盐的一部分可流通而构成的隔壁。所述的"大致 垂直方向"的"大致"为"基本"、"大概"的意思，"大致垂直方向" 为垂直方向或从其方向向水平方向多少倾斜了 一点的方向。该第1实施方法的电解方法，通过使用所述图1所示的电解槽，能够 更好地实施。还有，在如图l所示的电解槽中，采用从电解槽l的下方向电解槽1内供给CaCh,从上方排出的方式，相反，也可以采用从电解槽1的上方供给从下方排出的方式。在使用该电解方法的电解槽中，阴极表面和阳极表面相对而在大致垂 直方向配置，另一方面，对阴极表面附近的熔融盐赋予了一方向的流速， 因此该熔融盐的流向是纵向的，在阳极侧产生的氯气容易上浮，因此易于 回收。作为设在阳极和阴极间的隔膜，例如，能够使用含有氧化钇(Y203) 的多孔质的陶瓷体，作为烧成氧化钇而形成的多孔质陶瓷体，具有使Ca 和氯的离子通过而不使金属Ca通过的选择透过性，另外，具有即使具有 强力还原力的Ca也不能还原的优异的耐钙还原性，优选作为本发明的熔 融盐的电解方法中的隔膜。如果使用在阳极和阴极间设有的这种隔膜的电解槽，在阴极侧生成的 Ca和在阳极(石墨)侧生成的氯马上反应而难以发生返回CaCl2的反作用， 能够以高电流功率进行电解。可以用熔融盐的一部分可通过而构成的隔壁作为隔膜的替代品。隔壁 不会使金属Ca通过，也不会使Ca和氯的离子等的熔融盐通过，但通过预 先在隔壁的一部分上设有熔融延能够通过的缝隙和孔，从而能够进行电 解，另一方面，在一定程度上限制金属Ca的通过，能够抑制反作用。本发明的熔融盐电解方法(包含第l实施方式)中的第2实施方式是 如下一种方法，其中，阴极是中空的，具有从阴极表面向阴极内部(即中 空部)流入熔融盐的间隙或孔，流入阴极内部的Ca浓化熔融盐能够向电 解槽外排出。图2模式地表示使用了中空阴极的电解槽的一部分的构成例的图。如 图2所示，在该电解槽l中，沿电解槽1内的长度方向阳极2和中空阴极3a相对而在大致垂直方向配置，在阳极2和阴极3a间设有隔膜8。图中 虽未显示，但在阴极3a上，设有熔融盐能够从阴极表面流入阴极内部的 缝隙和孔。如果使用如此构成的电解槽，通过从阴极3a的中空部上方排出熔融 盐，如同图中的白色箭头符号所示，形成从阴极外面侧向内部(中空部) 流动的熔融盐，在阴极3a的外表面生成的Ca不会向阳极侧扩散移动，而 是直接进入到阴极3a内部，如此，能够有效地抑制反作用。图2所示的 电解槽具有隔膜8，因此，与没有隔膜的情况相比，反作用抑制效果进一 步提咼°在中空阴极设置的缝隙和孔的大小、位置等没做特别的限定。考虑到 阳极面(设有隔膜的情况中为隔膜表面)和阴极外表面的距离、熔融盐的 排出量(熔融盐的供给量)等，而适当地决定有效地形成向阴极内面侧的 熔融盐流。本发明的熔融盐电解方法(包含第1和第2实施方式)中的第3实施 方式是电解槽内的熔融盐的Ca的浓度控制为低于饱和溶解度的电解方 法。还有，所述的"Ca浓度控制为低于饱和溶解度"为"在Ca浓度接近 饱和溶解度，且不析出的条件"进行电解的意思。具体地说，满足在电解槽内的Ca的浓度成为最高的部位中"Ca浓度 接近饱和浓度，并且没有析出的条件"，如此，根据经验决定电解槽容器 的形状、电极形状、极间距离等的最适宜的电解条件，熔融盐的单位时间 的排出量等。特别是，在阳极和阴极间使用隔膜和隔壁时，阴极侧的熔融 盐排出口附近的Ca的浓度变为最高，因此，通过将该部分的Ca的浓度控 制为低于饱和溶解度，从而在电解槽的任何部位均可进行不使金属Ca析 出的电解操作。如果采用这种电解方法，能够在抑制电解槽内部的闭塞等的弊病的同 时能够比较稳定地得到Ca浓化直到接近饱和溶解度的熔融盐。在本发明涉及Ca浓化的实施方式的一例中，将进入电解槽中CaCl2 的温度定位80(TC，该熔融CaCl2的金属Ca浓度能够使从电解槽出来的熔 融CaCl2的浓度从0。/。增加到1%。而且，优选进入电解槽的熔融CaCl2的金 属Ca的浓度(A浓度)为低于0 1%，从电解槽出来的瑢融CaCl2的金属Ca的浓度(B浓度)为O. 1%以上。另外，在电解槽中的金属Ca浓度的增 加量(B-A浓度)考虑到高效地使用在后续工序中的Ca，优选为0. 1%以上， 5.0%以下(含有过饱和的Ca的浓度)，特别优选为1.0%以上。在实施本发明的熔融盐电解方法时，在电解槽中产生很大的反应热， 因此希望进行有效的散热。具体地说，在不使用所述中空阴极时，或使用 时，优选在阴极的中空部设置冷却器，从阴极内部排出反应热。作为冷却 器优选为例如管状的热交换器。在阳极侧设置冷却器(热交换器)时能够进一步提高散热效率。如所 述图1所示，围绕阳极2设置的冷却器9既是该例。电解时，为了提高通电量使Ca生成量增大，需要加大通电表面积。 阳极2的内面，即在如图1所示的电解槽1中，对于与阴极表面相对的面， 为了确保大的通电表面积优选在内面设置微细的凹凸。作为其方法，例如 能够使用在电机表面形成槽的加工等。根据本发明的熔融盐电解方法，因为在阴极表面附近使熔融盐一方向 流动同时进行电解，因此能够连续处理大量的所述熔融盐。本发明的电解槽，其特征在于，是使用用于进行所述熔融盐电解方法 时的电解槽，具有保持含有CaCl2的熔融盐的在一方向长的电解槽容器、 和沿所述电解槽容器的长方向配置的阳极和阴极，在所述电解槽容器的长 方向的一端部设有熔融盐供给口以能够向所述阳极和阴极之间供给熔融 盐，在另一端部设有将由于所述熔融盐的电解而生成的Ca浓度提高的熔 融盐向电解槽外排出的熔融盐排出口 。所述图l中示例的电解槽，是本发明的电解槽的一个实施方式，是如 下一种电解槽阳极表面和阴极表面相对而在大致垂直方向上配置，在阳 极和阴极间设有隔膜。也可以设置熔融盐的一部分可流通而构成的隔壁作 为隔膜的替代品。如果使用所述图l所示的电解槽，如上所述，能够很好 地实施本发明的熔融盐的电解方法。本发明的Ti的制造方法，其特征在于，包括使TiCl4与含有CaCl2 且Ca溶解的熔融盐中的Ca反应使Ti粒在所述熔融盐中生成的还原工序 、使在所述熔融盐中生成的Ti粒从所述熔融盐中分离的分离工序、随着 Ti粒的生成电解Ca浓度降低的熔融盐从而提高Ca浓度的电解工序，并且，将在电解工序中生成的Ca浓度提高的熔融盐在还原工序中用于TiCl4的还原，并且，在所述电解工序中，适用本发明的熔融盐电解方法。图3是表示实施本发明的Ti的制造方法时的工序例的图。如图3所 示，该Ti的制造工序包括使TiCh与含有CaCl2且溶解有Ca的熔融盐中 的Ca反应使Ti粒在所述熔融盐中生成的还原工序10、使在所述熔融盐 中生成的Ti粒从所述熔融盐中分离的分离工序ll、随着Ti粒的生成电解 Ca浓度降低的熔融盐从而提高Ca浓度的电解工序。在本发明的Ti制造 方法中，因为在电解工序中适用所述熔融盐电解方法，因此安装有在该电 解方法的实施中所用的电解槽1。这里使用的电解槽l为如下的电解槽，其具有在垂直方向上为长的 远筒形状的电解槽容器la、和沿所述电解槽容器la的长方向配置的阳极 2和阴极3，在电解槽l的阳极2和阴极3之间设有隔膜8。在所述电解槽 l上，图中虽未示出，但在上端部设有向阳极2和阴极3间供给熔融盐的 熔融盐供给口，另外在下端部设有向电解槽1外排出通过熔融盐的电解而 生成Ca浓度提高的熔融盐的熔融盐排出口 。从电解槽1的上端部供给的含有CaCh的熔融盐，在电解槽1内向下 方移动通酸机被电解，生成Ca。熔融盐中的Ca的浓度越向下方越高。其 间，通过设于阳极2和阴极3之间的隔膜8抑制反作用，维持高电流功率。 另夕卜，在操作时，瑢融盐的Ca浓度低于饱和浓度，即Ca浓度被控制为接 近饱和浓度且不析出。还有，电解槽l为纵型的，因此在阳极侧产生的氯 气容易回收。如此得到的Ca浓化的熔融盐，从电解槽1的下端部的熔融盐排出口 排出，向还原工序10输送。在还原工序10中，Ca浓化的熔融盐中的Ca与TiCl4的气体反应时， 在熔融盐中生成粒子状的金属Ti。熔融盐中的还原反应进行时，熔融盐中 的Ca消耗，生成Ti，同时，生成副生成物CaCh。在还原工序中生成的Ti粒和熔融盐一起移送向分离工序11， Ti粒从 熔融盐分离。在分离中，能够适用高速分离(连续离心分离)方式，振动 方式等的固液分离操作。并且，图中虽未表示，但如果是在该还原工序IO 中使用的反应容器为能够将含有所述副生出物的CaCh的熔融盐向容器外排出的结构，就能够将来自该还原工序10的排出熔融盐向电解工序直接 输送(参照所述文献3、文献4)。相对于由还原法得到的Ti粉凝集的状态，由还原工序10得到的Ti 粒很难凝集，并且很难粘着在容器上，因此容易从容器取出，能够将回收 后的Ti粒就此移向电解工序，加热熔解而成为Ti铸锭。另一方面，将分离回收Ti粒后残留的Ca的浓度降低的熔融盐向电解 工序输送，在所述电解曹1受到电解处理，作为Ca浓化的熔融盐在再次 还原工序中用于还原TiCl"在本发明的Ti的制造方法中，因为能够比较稳定地得到在电解工序 中Ca浓化到接近饱和溶解度的熔融盐，因此能够高效地制造金属Ti，另 外，因为能够将连续电解大量的熔融盐而生成的Ca供给还原工序，因此 使能够对应量产的方法。工业上的利用可能性本发明的熔融盐的电解方法，是在对阴极表面附近使熔融盐一方向流 动同时进行电解的方法，根据该电解方法，能够维持高电流效率，有效地 得到Ca等的金属雾形成金属浓化的熔融盐。该电解方法通过本发明的电 解槽能够容易地实施。另外，如果将本发明的熔融盐的电解方法适用于通过Ca还原的Ti的制造，能够比较稳定地得到Ca浓化的熔融盐，能够高 效地制造金属Ti。因此本发明的熔融盐电解方法、电解槽、和适用于该电 解方法的Ti的制造方法能够有效地利用于通过Ca还原的Ti的制造。
权利要求
1、一种熔融盐电解方法，其特征在于，从电解槽的一端向阳极和阴极之间连续或间断地供给含有金属雾形成金属的氯化物的熔融盐，从而对阴极表面附近的熔融盐赋予一方向流速，在阴极表面附近使熔融盐在一方向流动同时进行电解，由此提高熔融盐的金属雾形成金属浓度。
2、 根据权利要求l所述的熔融盐电解方法，其特征在于，使用如下的电解槽，该电解槽阳极表面和阴极表面相对在大致垂直方向配置，在阳极 和阴极之间设有隔膜或者熔融盐的一部分可流通而构成的隔壁。
3、 根据权利要求1或2所述的熔融盐电解方法，其特征在于，阴极是 中空的，并具有使熔融盐从阴极表面流入阴极内部的间隙或孔，并使流入 阴极内部的金属雾形成金属浓化熔融盐向电解槽外排出。
4、 根据权利要求1 3中任一项所述的熔融盐电解方法，其特征在于， 电解槽内的熔融盐的金属雾形成金属浓度控制在低于饱和溶解度。
5、 一种电解槽，其特征在于，具有保持含有金属雾形成金属的氯化 物的熔融盐在一方向长的电解槽容器；沿上述电解槽容器的长方向配置的 阳极和阴极，并且，在所述电解槽容器的长方向的一端部设有熔融盐供给口，以将 熔融盐供给到所述阴极和阳极之间，在另一端部设有熔融盐排出口，该熔 融盐排出口将由于所述熔融盐的电解而生成的Ca浓度提高的熔融盐向电 解槽外排出。
6、 根据权利要求5所述的电解槽，其特征在于，阳极表面和阴极表面 相对在大致垂直方向配置，并且，在阳极和阴极之间设有隔膜或者熔融盐 一部分可流通而构成的隔壁。
7、 一种Ti的制造方法，其特征在于，包括使TiCl4与含有CaCl2且 Ca溶解的熔融盐中的Ca反应使Ti粒在所述熔融盐中生成的还原工序、 使在所述熔融盐中生成的Ti粒从所述熔融盐中分离的分离工序、随着Ti 粒的生成电解Ca浓度降低的熔融盐从而提高Ca浓度的电解工序，并且， 将在电解工序中生成的Ca浓度提高的熔融盐在还原工序中用于TiCl4的还原，并且，在所述电解工序中，使用权利要求1 4中任一项所述的熔融 盐电解方法。
全文摘要
一种熔融盐的电解方法，通过从电解槽的一端向阳极和阴极之间连续或间断地供给含有金属雾形成金属的氯化物的熔融盐，赋予在阴极表面的熔融盐一方向的流速，在阴极表面附近使熔融盐一方向流动，同时进行电解，由此提高熔融盐的金属雾形成金属的浓度。根据本发明，能够维持高电流效率，有效地得到Ca等的金属雾形成金属浓化的熔融盐。该电解方法通过本发明的电解槽能够容易地实施。另外，如果将本发明的熔融盐的电解方法适用于通过Ca还原的Ti的制造，能够比较稳定地得到Ca浓化的熔融盐，能够高效地制造金属Ti。因此本发明的熔融盐电解方法、电解槽、和适用于该电解方法的Ti的制造方法能够有效地利用于通过Ca还原的Ti的制造。
文档编号C25C3/02GK101248217SQ20068003108
公开日2008年8月20日 申请日期2006年8月22日 优先权日2005年8月30日
发明者上西彻, 堀雅彦, 小笠原忠司, 山口诚, 岳下胜则, 竹村和夫 申请人:株式会社大阪钛技术