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四塩化チタンのアグネシウム連続還元プロセス

研究課題

研究課題/領域番号 10355031
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 金属生産工学
研究機関京都大学

研究代表者

小野 勝敏  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (10026049)

研究分担者 鈴木 亮輔  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (80179275)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
29,900千円 (直接経費: 29,900千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1999年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1998年度: 26,600千円 (直接経費: 26,600千円)
キーワード四塩化チタン / マグネシウム / 還元 / 微粉末 / 塩化ニオブ / 塩化タンタル / 溶融塩 / 塩化マグネシウム / チタン製造 / 製錬 / 還元反応 / 凝集
研究概要

溶融塩の内部で還元反応を進行させるチタンの連続還元プロセスの開発を行った。現有生産法のクロール法が使用している原料である四塩化チタンとマグネシウムを同様に使用し、金属マグネシウムと溶融塩を容器内で比重差で二液層に分離させ、下層の溶融塩に四塩化チタンを導入し上層の金属マグネシウムで還元した。溶融塩内部を沈降した金属チタンは容器底部に堆積するのでこれを溶融塩から引き出し分離した。
KCl,NaCl,LiCl等から溶融塩組成を定め、溶融塩と還元剤マグネシウム液体を完全に分離した。また容器材料には緻密質MgOが適していた。クロール法によるチタン粉径に比べ、本法では約1/10の微粉末が集合した形態であった。還元反応の主たる機構は溶融塩内に溶解しているマグネシウムによる還元であり、金属マグネシウム液相内での還元は付加的な反応であった。この機構から考えて、マグネシウムと直接接触させないで四塩化チタンを吹き込むという実験手法を編み出し、収率80%以上を得た。
他方、生じたチタン粉末は孤立した粒子で粒子径は小さく、溶融塩からチタンを分離するため次の2案を講じた。第1案では、液体サイクロンをまねた沈降凝集過程を採り入れた。過剰の還元剤マグネシウムはチタン粉末の粘結剤として作用し、チタン粉末の凝集が促進された。第2案は、多量の四塩化チタンを投入して生成チタン粉末の一部を再溶解し、低級のチタンイオンを高濃度に生成させるプロセスと、次いでこの高濃度塩にマグネシウムを作用させてチタンを製造するプロセスである。連続化が可能であり、粒子径をやや粗大に制御し回収が容易になった。
ニオブ、タンタルの塩化物の還元を行ったところ、それぞれ純金属単体微粉末を得た。これらは小型大容量コンデンサーに適する微細なものであった。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] 出浦哲史: "チタン製錬技術の歩みと展望"金属. vol.47 No.9. 757-762 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.O.Suzuki: "Titanium Powder Preparation by Magnesiothermic Reduction of Ti^<2+> in the Molten Salt"Metall.Mater.Trans.B. 30B,No.6. 403-410 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.N.Deura.: "Titanium Powder Production by TiCl_4 Gas Injection into Magnesium through Molten Salts"Metall.& Mater.Trans.B. 29B,No.12. 1167-1174 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 出浦哲史: "溶融塩中でのチタン塩化物の還元による粉末チタンの製造"溶融塩および高温化学. vol.41 No.1. 7-16 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小野勝敏: "チタン"チタン精錬反応の物理化学的評価. vol.48 No.1. 13-15 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.O.Suzuki: "TITANIUM POWDER PREPARATION FROM TiCl_4 IN THE MOLTEN SALT"Proc.of 2000 Powder and Powder Metallurgy World Congress, Kyoto,Japan. Vol.1. 401-404 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nishiyama.: "NEEDLE-LIKE POWDER PREPARATION OF Ta AND Nb IN THE MOLTEN SALT"Proc.of 2000 Powder and Powder Metallurgy World Congress, Kyoto, Japan. Vol.1. 532-535 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.N.Deura: "Development of Titanium Refining"Kinzoku. vol.47 No.9. 757-762 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.O.Suzuki: "Titanium Powder Preparation by Magnesiothermic Reduction of Ti^<2+> in the Molten Salt"Metall.Mater.Trans.B. 30B[6]. 403-410 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.N.Deura: "Titanium Powder Production by TiCl_4 Gas Injection into Magnesium through Molten Salts"Metall. & Mater.Trans.B. 29B[12]. 1167-74 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.N.Deura: "Titanium Powder Production by Titanium Chloride Reduction Molten Salts"Molten Salt Chemistry. vol.41, No.1. 7-16 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.O.Suzuki: "TITANIUM POWDER PREPARATION BY Mg REDUCTION OF TITANIUM CHL0RIDES IN THE MOLTEN SALT"Proc.of 6th Intern.Conf.on Molten Slags, Fluxes and Salts, Stockholm, Sweden and Helsinki, Finland. 362. 1-24 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ono: "Physical Chemistry Evaluation of Titanium Refining"Titanium. vol.48 No.1. 13-15 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.O.Suzuki: "TITANIUM POWDER PREPARATION FROM TiCl_4 IN THE MOLTEN SALT"Proc.of 2000 Powder and Powder Metallurgy World Congress, Kyoto, Japan. vol.1. 401-404 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nishiyama: "NEEDLE-LIKE POWDER PREPARATION OF Ta AND Nb IN THE MOLTEN SALT"Proc.of 2000 Powder and Powder Metallurgy World Congress, Kyoto, Japan. vol.1. 532-535 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.O,Suzuki: "Ca-decxidation of Nb and Ti in Ca-Saturated CaCl_2 Molten Salt"Proc.of 6th Intern.Conf.on Molten Slags, Fluxes and Salts. 22.1-22.16 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] R.O,Suzuki: "Titanium Powder Preparation by Mg Reduction of Titanium Chlorides in the Molten Salt"Proc.of 6th Intern.Conf.on Molten Slags, Fluxes and Salts. 24.1-24.18 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ono: "A Process for Continuous Titanium Production from Titanium Oxide"EPD Congress 2001. 79-87 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] R.O.Suzuki,T.H.Harada,T.Matsunaga,T.N.Dewa,K.Ono: "Titanium Powder Preparation by Magnesio thermic Reduction of Ti^<2+> in the Molten Salt"Metallurgy and Material Transactions. 30B・6号. 403-410 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] R.O.Suzuki,M.Aizawa,K.Ono: "Calcium-deoxidation of Niobium and Titanium in Ca-saturated CaCl2 Molten Salt"Journal of Alloys and Compounds. 288・1. 173-182 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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