真空碳化钙热还原法制备金属锶

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2019.06.012真空碳化钙热还原法制备金属锶邹兴武1,2,3，史永明1,2，王树轩1,2，李波1,2，铁祥伟1,2（1.中国科学院青海盐湖研究所，中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室，西宁810008；2.青海省盐湖资源综合利用工程技术中心，西宁810008；3.中国科学院大学，北京101408）摘要：对真空碳化钙热还原氧化锶制备金属锶过程进行热力学分析，获得真空条件下还原反应的自由能和还原反应临界温度。并以碳酸锶为原料，采用常压煅烧法获得了氧化锶

2、后与碳化钙、氟化钙混合制团，进行还原反应，考察了还原温度、保温时间、制团压力、碳化钙过量系数等对锶还原率的影响。结果表明，碳化钙真空热还原制备金属锶在一定温度和真空度下能够进行，在真空度为0~100Pa、碳化钙过量20%、压片压力15MPa、还原温度1300℃、保温时间3h的条件下，锶的平均收率可以达到72.8%，金属锶的纯度达到了98%~99%。关键词：金属锶；真空；碳化钙；氧化锶；热还原中图分类号：TF803.13文献标志码：A文章编号：1007-7545（2019）06-0000-00StrontiumPre

3、parationwithVacuumCalciumCarbideProcessZOUXing-wu1,2,3,SHIYong-ming1,2,WANGShu-xuan1,2,LIBo1,2(1.KeyLaboratoryofComprehensiveandHighlyEfficientUtilizationofSaltLakeResources,QinghaiInstituteofSaltLakes,CAS,Xining810008,China;2.QinghaiEngineeringandTechnologyRe

4、searchCenterofComprehensiveUtilizationofSaltLakeResources,Xining810008,China;3.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing101408,China)Abstract：Thermodynamicanalysisofpreparationofstrontiumfromstrontiumoxidebyvacuumcalciumcarbidethermalreductionwascarriedout,

5、andGibbsfreeenergyandcriticaltemperaturewerecalculated.Metalstrontiumwaspreparedbyvacuumcalciumcarbidereductionprocesswithstrontiumoxideandcalciumfluorideasrawmaterial.Theeffectsofreductiontemperature,holdingtime,briquettingpressure,calciumcarbideexcesscoeffic

6、ientonstrontiumreductionratewerestudied.Theresultsshowthatstrontiumwithpurityof98%~99%andstrontiumreductionrateof72.8%canbeachievedunderthefollowingoptimumconditionsincludingvacuumdegreeof0~100Pa,calciumcarbideexcesscoefficientof20%,briquettingpressureof15MPa,

7、reductiontemperatureof1300℃,andholdingtimeof3h.Keywords：strontium;vacuum;calciumcarbide;strontiumoxide;thermalreduction近年来金属锶及其合金的开发利用受到人们的广泛关注[1-2]。在金属冶金中，金属锶主要用作难熔金属、稀土金属、钢和铜的还原剂以及脱氧剂和除杂剂等[3]。在电池材料工业中，添加少量的金属锶到基体材料中可以增加其强度和抗腐蚀性能，从而延长电池材料的使用周期[4]。在金属变质中，金属锶是优

8、良的变质剂和晶粒细化剂[5-6]。目前我国金属锶年产量5000~8000t，约占全世界的60%，其中80%出口[7]。目前，金属锶制备方法主要分为熔盐电解法、真空热还原法两大类。其中熔盐电解法按熔盐的不同可分为氯化物熔盐电解和碳酸盐熔盐电解法，由于熔盐电解法常用其它金属做阴极来制备锶合金，再通过真空蒸馏获得金属锶，该法更适合锶合金的生产制备；真空热还原法按还