本發(fā)明屬于粉末冶金工藝中的制粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法。

背景技術(shù)：

鈦是一種20世紀(jì)出現(xiàn)的、在人類歷史上具有劃時(shí)代意義的新型結(jié)構(gòu)功能材料，和其他金屬相比，金屬鈦具有一系列特殊的物理與化學(xué)性能,如低的密度、高的比強(qiáng)度、優(yōu)良的抗腐蝕性以及良好的高溫性能等。鈦粉是一種重要的鈦材。鈦粉主要用作鋁合金的晶粒細(xì)化劑和特種煙火、禮花爆燃劑。鈦粉還可以用作電真空吸氣劑、表面涂料添加劑、粉末冶金和3d打印用原料。我國鈦粉制造工業(yè)正處在困境，尤其是隨著3d打印行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)金屬鈦粉的需求量激增。目前，我國金屬鈦粉的工業(yè)生產(chǎn)方法都是以海綿鈦為原料利用物理機(jī)械破碎法或氫化-脫氫法制備，所制備的金屬鈦粉存在二次雜質(zhì)污染、鈦粉粒度分布不理想以及活性差等缺陷，嚴(yán)重影響鈦粉的應(yīng)用。

針對(duì)現(xiàn)有金屬鈦粉制備方法存在的技術(shù)難題，本方法在系統(tǒng)分析鈦氧化物還原過程中價(jià)態(tài)演變規(guī)律，提出了多級(jí)深度還原直接制備金屬鈦粉的新思路，即首先以自蔓延快速反應(yīng)進(jìn)行一次還原得到中間產(chǎn)物(燃燒產(chǎn)物)，然后將中間產(chǎn)物進(jìn)行多級(jí)深度還原得到深度還原產(chǎn)物，最后將深度還原產(chǎn)物進(jìn)行酸浸除雜提純得到金屬鈦粉。

傳統(tǒng)以海綿鈦為原料制備鈦粉成本高且海綿鈦中雜質(zhì)對(duì)鈦粉性能影響很大，因此以鈦的氧化物為原料制備鈦粉有更大的發(fā)展空間。同時(shí)以自蔓延法制取鈦粉，具有工藝流程短、無中間工序、成本低、產(chǎn)品性能好的優(yōu)點(diǎn)，因此更易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化。多級(jí)深度還原制備金屬鈦粉是最具發(fā)展?jié)摿Φ拟佒苽涔に囍?，符合降低原材料成本、?jié)約能源的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，這一技術(shù)的工業(yè)化經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分可觀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)制備鈦粉的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，通過自蔓延高溫合成、深度還原及稀酸浸出獲得低氧含量的還原鈦粉產(chǎn)品，還原鈦粉主要用于藥皮電焊條等焊接材料的造渣劑，也可用于脫氧、脫氫的工藝。本方法原料成本低，操作簡(jiǎn)單，對(duì)工藝條件和儀器設(shè)備要求低，為工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，所得的還原鈦粉具有純度高，粒度微細(xì)，粒度分布可控，粉末活性高等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1，自蔓延反應(yīng)

將二氧化鈦粉置于烘箱中，烘干，得到烘干后的二氧化鈦粉；將烘干后的二氧化鈦粉與鎂粉混合均勻，得到混合物料；

將混合物料加入自蔓延反應(yīng)爐中，引發(fā)自蔓延反應(yīng)，反應(yīng)物料冷卻后，得到低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物；其中，按摩爾比，tio2：mg＝1：(0.8～1.2)，低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物為非化學(xué)計(jì)量比的低價(jià)鈦氧化物的混合物，x取值在0.6～1之間；

步驟2，一次浸出

將低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物置于密閉反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行浸出，得到濾液和浸出產(chǎn)物，去除濾液，將浸出產(chǎn)物洗滌、真空干燥，得到低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體；其中，鹽酸的摩爾濃度為1～6mol/l；

步驟3，二次深度還原

將低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體和鈣粉混合均勻，然后在2～20mpa下壓制，得到塊狀坯料；將塊狀坯料置于真空還原爐中，加熱升溫至700～1200℃，進(jìn)行二次深度還原1～6h；二次深度還原后，得到塊坯，將塊坯隨爐冷卻，得到深度還原產(chǎn)物；其中，按摩爾比為，低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體中tixo：ca＝1：(1.5～3)；

步驟4，二次浸出

將深度還原產(chǎn)物置于密閉的反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)深度還原產(chǎn)物進(jìn)行浸出，得到浸出液和濾渣，除去浸出液，將濾渣洗滌、真空干燥，得到還原鈦粉，其中，鹽酸的摩爾濃度為1～6mol/l；

所述的還原鈦粉，含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：98～99.5％，o：0.1～2％，余量為不可避免的雜質(zhì)，其粒度為8～42μm。

所述的步驟1中，所述的混合物料，加入自蔓延反應(yīng)爐前，經(jīng)過以下兩種方式中的一種進(jìn)行處理：

第一種：在10～60mpa下壓制，得到塊狀坯料，然后加入自蔓延反應(yīng)爐中；

第二種：不經(jīng)過處理，直接加入自蔓延反應(yīng)爐中。

所述的步驟1中，所述的烘干，其烘干參數(shù)為：100～150℃烘干24h以上。

所述的步驟1中，進(jìn)行自蔓延反應(yīng)的目的在于，以自蔓延形式體現(xiàn)的一次還原反應(yīng)過程為得到一氧化鈦為主的中間產(chǎn)物，這樣做節(jié)約能耗，同時(shí)能抑制還原反應(yīng)過程中，復(fù)合金屬氧化物雜質(zhì)的生成。

所述的步驟1中，所述的自蔓延反應(yīng)的引發(fā)方式分別局部點(diǎn)火法和整體加熱法，局部點(diǎn)火法是指在自蔓延反應(yīng)爐中用電熱絲加熱混合物料局部，引發(fā)自蔓延反應(yīng)；整體加熱法是指在自蔓延反應(yīng)爐中將混合物料整體升溫，直至自蔓延反應(yīng)發(fā)生為止，溫度控制在500～750℃。

所述的步驟2中，所述的鹽酸作為浸出液浸出中間產(chǎn)物時(shí)，稀鹽酸與中間產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量10～40％配比，反應(yīng)所依據(jù)的化學(xué)方程式為mgo+2h⁺＝mg²⁺+h2o。

所述的步驟2中，所述的浸出中間產(chǎn)物的浸出溫度為20～30℃，浸出時(shí)間為60～180min。

所述的步驟2中，得到的低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體，其含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：75～88％，o：12～25％，不可避免的雜質(zhì)≤0.5％，各個(gè)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％，其粒度為0.8～15μm。

所述的步驟2中，所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20～30℃，時(shí)間至少為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

所述的步驟3中，所述的二次深度還原反應(yīng)具體為，真空還原爐在真空度≤10pa的條件下升溫。

所述的步驟4中，所述的浸出深度還原產(chǎn)物時(shí)，稀鹽酸與深度還原產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量5～30％配比，反應(yīng)所依據(jù)的化學(xué)方程式為cao+2h⁺＝ca²⁺+h2o。

所述的步驟4中，所述的浸出深度還原產(chǎn)物的浸出溫度為20～30℃，浸出時(shí)間為15～90min。

所述的步驟4中，所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20～30℃，時(shí)間至少為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

本發(fā)明的一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，其原理及優(yōu)勢(shì)在于：

(1)利用鈦氧化物在還原過程中的價(jià)態(tài)演變規(guī)律，將自蔓延高溫合成過程作為一次還原反應(yīng)，充分利用化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能。自蔓延高溫合成過程將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，反應(yīng)一經(jīng)引發(fā)自行蔓延，無需外加能量即可自我維持，同時(shí)反應(yīng)的溫度梯度高，產(chǎn)物的活性高，產(chǎn)品的粒度可控。由于自蔓延反應(yīng)溫度很高，在反應(yīng)過程中mg會(huì)發(fā)生氣化，造成mg的損失。通過調(diào)控鎂的配料量，可以控制tixo產(chǎn)物的成分和物相。

自蔓延高溫合成反應(yīng)的方程式為：

tio2+ymg＝tixo+(2-x)mgo+(x+y-2)mg；

其中，x、y為化學(xué)反應(yīng)方程式配平中，化學(xué)計(jì)量數(shù)中的參數(shù)，x為0.6～1，y根據(jù)x進(jìn)行調(diào)整。

為使自蔓延反應(yīng)操作簡(jiǎn)便，節(jié)能，自蔓延反應(yīng)可采用局部點(diǎn)火法引發(fā)。

自蔓延反應(yīng)過程中生成的mgo雜質(zhì)疏松，產(chǎn)物易于破碎，mgo雜質(zhì)反應(yīng)活性高，中間產(chǎn)物tixo為顆?；蝾w粒骨架形式存在，mgo雜質(zhì)包裹在tixo表面或填充在tixo骨架中，利于稀鹽酸的浸出。

(2)在浸出過程中為保證mgo完全去除，需將鹽酸過量，同時(shí)為保證洗滌效果，在洗滌過程中采用動(dòng)態(tài)循環(huán)洗滌，即洗滌過程中洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。為了保證浸出效率并防止中間產(chǎn)物氧化，浸出過程需在密閉釜中進(jìn)行。

(3)為保證徹底脫氧，得到低氧高純還原鈦粉，提出了多級(jí)深度還原脫氧的理念，即采用比自蔓延高溫還原時(shí)采用的鎂還原劑還原性更強(qiáng)的鈣對(duì)自蔓延高溫還原得到的低價(jià)鈦氧化物前驅(qū)體進(jìn)行深度還原脫氧，保證了還原脫氧效果。

深度還原反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

tixo+xca＝ti+xcao

其中，x為0.6～1。

(4)本工藝高效、節(jié)能、流程短、對(duì)設(shè)備要求低，是清潔高效安全的生產(chǎn)工藝，易于工業(yè)推廣。該方法同樣可以用來制備其他高熔點(diǎn)變價(jià)金屬粉體。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的多級(jí)深度還原制備還原鈦粉方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

以下實(shí)施例中采用的二氧化鈦、鎂粉、鈣粉、鹽酸均為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。二氧化鈦為金紅石型，鎂粉、鈣粉的粒度均≤0.5mm。

以下實(shí)施例中采用的自蔓延反應(yīng)爐為專利“zl200510047308.2”公開的自蔓延反應(yīng)爐，該反應(yīng)爐由反應(yīng)容器、加熱器、窺視鏡、變壓器、函數(shù)記錄儀、熱電偶、通氣閥門構(gòu)成。

以下實(shí)施例中自蔓延反應(yīng)的時(shí)間為5～90s。

以下實(shí)施例中烘干時(shí)間為至少24h。

以下實(shí)施例采用的多級(jí)深度還原制備還原鈦粉方法的工藝流程圖見圖1。

實(shí)施例1

一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1，自蔓延反應(yīng)

將二氧化鈦粉置于烘箱中，100～150℃烘干24h，得到烘干后的二氧化鈦粉；將烘干后的二氧化鈦粉與鎂粉混合均勻，得到混合物料；將混合物料在20mpa下壓制，得到塊狀坯料，將混合物料的塊狀坯料加入自蔓延反應(yīng)爐中，以局部點(diǎn)火的方式引發(fā)自蔓延反應(yīng)，溫度控制在500℃，反應(yīng)物料冷卻后，得到低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物；其中，按摩爾比，tio2：mg＝1：1，低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物為非化學(xué)計(jì)量比的低價(jià)鈦氧化物的混合物，x取值在0.6～1之間；

步驟2，一次浸出

將低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物置于密閉反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為25℃，浸出時(shí)間為120min，得到濾液和浸出產(chǎn)物，去除濾液，將浸出產(chǎn)物洗滌、真空干燥，得到低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體；其中，鹽酸的摩爾濃度為2mol/l，稀鹽酸與中間產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量10％配比；

得到的低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體，其含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：86％，o：13.5％，不可避免的雜質(zhì)為0.5％，各個(gè)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％，其粒度為12μm。

所述的洗滌、真空干燥是將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

步驟3，二次深度還原

將低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體和鈣粉混合均勻，然后在5mpa下壓制，得到塊狀坯料；將塊狀坯料置于真空還原爐中，在真空度≤10pa的條件，加熱升溫至1000℃，進(jìn)行二次深度還原2h；二次深度還原后，得到塊坯，將塊坯隨爐冷卻，得到深度還原產(chǎn)物；其中，按摩爾比為，低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體中tixo：ca＝1：2；

步驟4，二次浸出

將深度還原產(chǎn)物置于密閉的反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)深度還原產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為24℃，浸出時(shí)間為30min，得到浸出液和濾渣，除去浸出液，將濾渣洗滌、真空干燥，得到還原鈦粉，其中，鹽酸的摩爾濃度為1mol/l，稀鹽酸與深度還原產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量12％配比；

所述的還原鈦粉，含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：99.0％，o：0.23％，余量為不可避免的雜質(zhì)，其粒度為34μm。

所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為30℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

實(shí)施例2

一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1，自蔓延反應(yīng)

將二氧化鈦粉置于烘箱中，100～150℃烘干24h，得到烘干后的二氧化鈦粉；將烘干后的二氧化鈦粉與鎂粉混合均勻，得到混合物料；將混合物料在40mpa下壓制，得到塊狀坯料，將混合物料的塊狀坯料加入自蔓延反應(yīng)爐中，以局部點(diǎn)火的方式引發(fā)自蔓延反應(yīng)，溫度控制在600℃，反應(yīng)物料冷卻后，得到低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物；其中，按摩爾比，tio2：mg＝1：1.2，低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物為非化學(xué)計(jì)量比的低價(jià)鈦氧化物的混合物，x取值在0.6～1之間；

步驟2，一次浸出

將低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物置于密閉反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為25℃，浸出時(shí)間為90min，得到濾液和浸出產(chǎn)物，去除濾液，將浸出產(chǎn)物洗滌、真空干燥，得到低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體；其中，鹽酸的摩爾濃度為4mol/l，稀鹽酸與中間產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量20％配比；

得到的低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體，其含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：75～88％，o：12～25％，不可避免的雜質(zhì)≤0.5％，各個(gè)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％，其粒度為8μm。

所述的洗滌、真空干燥是將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

步驟3，二次深度還原

將低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體和鈣粉混合均勻，然后在5mpa下壓制，得到塊狀坯料；將塊狀坯料置于真空還原爐中，在真空度≤10pa的條件，加熱升溫至900℃，進(jìn)行二次深度還原4h；二次深度還原后，得到塊坯，將塊坯隨爐冷卻，得到深度還原產(chǎn)物；其中，按摩爾比為，低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體中tixo：ca＝1：2.4；

步驟4，二次浸出

將深度還原產(chǎn)物置于密閉的反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)深度還原產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為30℃，浸出時(shí)間為20min，得到浸出液和濾渣，除去浸出液，將濾渣洗滌、真空干燥，得到還原鈦粉，其中，鹽酸的摩爾濃度為2mol/l，稀鹽酸與深度還原產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量26％配比；

所述的還原鈦粉，含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：98.2％，o：1.05％，余量為不可避免的雜質(zhì)，其粒度為28μm。

所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

實(shí)施例3

一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1，自蔓延反應(yīng)

將二氧化鈦粉置于烘箱中，100～150℃烘干24h，得到烘干后的二氧化鈦粉；將烘干后的二氧化鈦粉與鎂粉混合均勻，得到混合物料；將混合物料在60mpa下壓制，得到塊狀坯料，將混合物料的塊狀坯料加入自蔓延反應(yīng)爐中，以局部點(diǎn)火的方式引發(fā)自蔓延反應(yīng)，溫度控制在500℃，反應(yīng)物料冷卻后，得到低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物；其中，按摩爾比，tio2：mg＝1：0.8，低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物為非化學(xué)計(jì)量比的低價(jià)鈦氧化物的混合物，x取值在0.6～1之間；

步驟2，一次浸出

將低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物置于密閉反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為30℃，浸出時(shí)間為60min，得到濾液和浸出產(chǎn)物，去除濾液，將浸出產(chǎn)物洗滌、真空干燥，得到低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體；其中，鹽酸的摩爾濃度為6mol/l，稀鹽酸與中間產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量25％配比；

得到的低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體，其含有的成分及其質(zhì)量百分比為：79％，o：21.6％，不可避免的雜質(zhì)為0.4％，各個(gè)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％，其粒度為6μm。

所述的洗滌、真空干燥是將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為25℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

步驟3，二次深度還原

將低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體和鈣粉混合均勻，然后在20mpa下壓制，得到塊狀坯料；將塊狀坯料置于真空還原爐中，在真空度≤10pa的條件，加熱升溫至800℃，進(jìn)行二次深度還原3h；二次深度還原后，得到塊坯，將塊坯隨爐冷卻，得到深度還原產(chǎn)物；其中，按摩爾比為，低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體中tixo：ca＝1：1.5；

步驟4，二次浸出

將深度還原產(chǎn)物置于密閉的反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)深度還原產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為30℃，浸出時(shí)間為15min，得到浸出液和濾渣，除去浸出液，將濾渣洗滌、真空干燥，得到還原鈦粉，其中，鹽酸的摩爾濃度為3mol/l，稀鹽酸與深度還原產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量15％配比；

所述的還原鈦粉，含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：97.5％，o：1.85％，余量為不可避免的雜質(zhì)，其粒度為20μm。

所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為30℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

實(shí)施例4

一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1，自蔓延反應(yīng)

將二氧化鈦粉置于烘箱中，100～150℃烘干24h，得到烘干后的二氧化鈦粉；將烘干后的二氧化鈦粉與鎂粉混合均勻，得到混合物料；將混合物料在10mpa下壓制，得到塊狀坯料，將混合物料的塊狀坯料加入自蔓延反應(yīng)爐中，以局部點(diǎn)火的方式引發(fā)自蔓延反應(yīng)，溫度控制在550℃，反應(yīng)物料冷卻后，得到低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物；其中，按摩爾比，tio2：mg＝1：1.1，低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物為非化學(xué)計(jì)量比的低價(jià)鈦氧化物的混合物，x取值在0.6～1之間；

步驟2，一次浸出

將低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物置于密閉反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為25℃，浸出時(shí)間為120min，得到濾液和浸出產(chǎn)物，去除濾液，將浸出產(chǎn)物洗滌、真空干燥，得到低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體；其中，鹽酸的摩爾濃度為1mol/l，稀鹽酸與中間產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量10％配比；

得到的低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體，其含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：87.2％，o：12.6％，不可避免的雜質(zhì)為0.2％，各個(gè)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％，其粒度為15μm。

所述的洗滌、真空干燥是將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為30℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

步驟3，二次深度還原

將低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體和鈣粉混合均勻，然后在5mpa下壓制，得到塊狀坯料；將塊狀坯料置于真空還原爐中，在真空度≤10pa的條件，加熱升溫至1100℃，進(jìn)行二次深度還原3h；二次深度還原后，得到塊坯，將塊坯隨爐冷卻，得到深度還原產(chǎn)物；其中，按摩爾比為，低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體中tixo：ca＝1：2.2；

步驟4，二次浸出

將深度還原產(chǎn)物置于密閉的反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)深度還原產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為24℃，浸出時(shí)間為30min，得到浸出液和濾渣，除去浸出液，將濾渣洗滌、真空干燥，得到還原鈦粉，其中，鹽酸的摩爾濃度為1mol/l，稀鹽酸與深度還原產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量10％配比；

所述的還原鈦粉，含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：99.5％，o：0.11％，余量為不可避免的雜質(zhì)，其粒度為42μm。

所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

實(shí)施例5

一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1，自蔓延反應(yīng)

將二氧化鈦粉置于烘箱中，100～150℃烘干24h，得到烘干后的二氧化鈦粉；將烘干后的二氧化鈦粉與鎂粉混合均勻，得到混合物料；將混合物料在30mpa下壓制，得到塊狀坯料，將混合物料的塊狀坯料加入自蔓延反應(yīng)爐中，以局部點(diǎn)火的方式引發(fā)自蔓延反應(yīng)，溫度控制在700℃，反應(yīng)物料冷卻后，得到低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物；其中，按摩爾比，tio2：mg＝1：0.9，低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物為非化學(xué)計(jì)量比的低價(jià)鈦氧化物的混合物，x取值在0.6～1之間；

步驟2，一次浸出

將低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物置于密閉反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為20℃，浸出時(shí)間為180min，得到濾液和浸出產(chǎn)物，去除濾液，將浸出產(chǎn)物洗滌、真空干燥，得到低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體；其中，鹽酸的摩爾濃度為1mol/l，稀鹽酸與中間產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量30％配比；

得到的低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體，其含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：88％，o：11.9％，不可避免的雜質(zhì)為0.1％，各個(gè)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％，其粒度為14μm。

所述的洗滌、真空干燥是將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

步驟3，二次深度還原

將低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體和鈣粉混合均勻，然后在10mpa下壓制，得到塊狀坯料；將塊狀坯料置于真空還原爐中，在真空度≤10pa的條件，加熱升溫至1100℃，進(jìn)行二次深度還原2h；二次深度還原后，得到塊坯，將塊坯隨爐冷卻，得到深度還原產(chǎn)物；其中，按摩爾比為，低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體中tixo：ca＝1：3；

步驟4，二次浸出

將深度還原產(chǎn)物置于密閉的反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)深度還原產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為24℃，浸出時(shí)間為30min，得到浸出液和濾渣，除去浸出液，將濾渣洗滌、真空干燥，得到還原鈦粉，其中，鹽酸的摩爾濃度為1mol/l，稀鹽酸與深度還原產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量20％配比；

所述的還原鈦粉，含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：99.4％，o：0.12％，余量為不可避免的雜質(zhì)，其粒度為40μm。

所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

實(shí)施例6

一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1，自蔓延反應(yīng)

將二氧化鈦粉置于烘箱中，100～150℃烘干24h，得到烘干后的二氧化鈦粉；將烘干后的二氧化鈦粉與鎂粉混合均勻，得到混合物料；將混合物料直接加入自蔓延反應(yīng)爐中，以局部點(diǎn)火的方式引發(fā)自蔓延反應(yīng)，溫度控制在650℃，反應(yīng)物料冷卻后，得到低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物；其中，按摩爾比，tio2：mg＝1：0.9，低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物為非化學(xué)計(jì)量比的低價(jià)鈦氧化物的混合物，x取值在0.6～1之間；

步驟2，一次浸出

將低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物置于密閉反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為25℃，浸出時(shí)間為120min，得到濾液和浸出產(chǎn)物，去除濾液，將浸出產(chǎn)物洗滌、真空干燥，得到低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體；其中，鹽酸的摩爾濃度為1mol/l，稀鹽酸與中間產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量40％配比；

得到的低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體，其含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：75％，o：24.5％，不可避免的雜質(zhì)為0.5％，各個(gè)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％，其粒度為0.8μm。

所述的洗滌、真空干燥是將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為30℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

步驟3，二次深度還原

將低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體和鈣粉混合均勻，然后在20mpa下壓制，得到塊狀坯料；將塊狀坯料置于真空還原爐中，在真空度≤10pa的條件，加熱升溫至1200℃，進(jìn)行二次深度還原1h；二次深度還原后，得到塊坯，將塊坯隨爐冷卻，得到深度還原產(chǎn)物；其中，按摩爾比為，低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體中tixo：ca＝1：2；

步驟4，二次浸出

將深度還原產(chǎn)物置于密閉的反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)深度還原產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為20℃，浸出時(shí)間為90min，得到浸出液和濾渣，除去浸出液，將濾渣洗滌、真空干燥，得到還原鈦粉，其中，鹽酸的摩爾濃度為6mol/l，稀鹽酸與深度還原產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量30％配比；

所述的還原鈦粉，含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：99.5％，o：0.18％，余量為不可避免的雜質(zhì)，其粒度為8μm。

所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為30℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

實(shí)施例7

一種多級(jí)深度還原制備還原鈦粉的方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1，自蔓延反應(yīng)

將二氧化鈦粉置于烘箱中，100～150℃烘干24h，得到烘干后的二氧化鈦粉；將烘干后的二氧化鈦粉與鎂粉混合均勻，得到混合物料；將混合物料直接加入自蔓延反應(yīng)爐中，以整體加熱法的方式引發(fā)自蔓延反應(yīng)，溫度控制在750℃，反應(yīng)物料冷卻后，得到低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物；其中，按摩爾比，tio2：mg＝1：0.9，低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物為非化學(xué)計(jì)量比的低價(jià)鈦氧化物的混合物，x取值在0.6～1之間；

步驟2，一次浸出

將低價(jià)鈦氧化物tixo彌散在mgo基體中的中間產(chǎn)物置于密閉反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為25℃，浸出時(shí)間為150min，得到濾液和浸出產(chǎn)物，去除濾液，將浸出產(chǎn)物洗滌、真空干燥，得到低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體；其中，鹽酸的摩爾濃度為1mol/l，稀鹽酸與中間產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量10％配比；

得到的低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體，其含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：75～88％，o：12～25％，不可避免的雜質(zhì)≤0.5％，各個(gè)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％，其粒度為15μm。

所述的洗滌、真空干燥是將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為25℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。

步驟3，二次深度還原

將低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體和鈣粉混合均勻，然后在2mpa下壓制，得到塊狀坯料；將塊狀坯料置于真空還原爐中，在真空度≤10pa的條件，加熱升溫至700℃，進(jìn)行二次深度還原6h；二次深度還原后，得到塊坯，將塊坯隨爐冷卻，得到深度還原產(chǎn)物；其中，按摩爾比為，低價(jià)鈦氧化物tixo前驅(qū)體中tixo：ca＝1：3；

步驟4，二次浸出

將深度還原產(chǎn)物置于密閉的反應(yīng)釜中，以鹽酸為浸出液對(duì)深度還原產(chǎn)物進(jìn)行浸出，浸出溫度為24℃，浸出時(shí)間為60min，得到浸出液和濾渣，除去浸出液，將濾渣洗滌、真空干燥，得到還原鈦粉，其中，鹽酸的摩爾濃度為5mol/l，稀鹽酸與深度還原產(chǎn)物的加入量根據(jù)反應(yīng)理論需要的鹽酸過量5％配比；

所述的還原鈦粉，含有的成分及其質(zhì)量百分比為：ti：98％，o：2％，其粒度為40μm。

所述的洗滌、真空干燥的具體步驟為：將去除浸出液的浸出產(chǎn)物用水洗滌至洗液為中性，然后在真空烘箱中在真空條件下烘干，烘干溫度為20℃，時(shí)間為24h；

所述洗滌為用水洗滌，具體為采用動(dòng)態(tài)洗滌，即洗滌過程中，洗滌槽中洗液保持恒定水位，有多少洗液排出就有多少新鮮水補(bǔ)充，洗滌至中性。