
【化】 calciothermy
calcium
【医】 Ca; calcium
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【医】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
deoxidize; reduction; return to original condition; revivification
【计】 restore; revert
【化】 disoxidation; reduction
【医】 reduce; reduction
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
钙热还原法(Calciothermic Reduction)是一种利用金属钙作为还原剂的高温冶金技术,主要应用于难熔金属及其化合物的提纯与制备。该方法基于钙的强还原性,在高温条件下将金属氧化物或卤化物中的目标金属元素还原为单质形态。
从反应机理分析,钙热还原法的核心方程式可表示为: $$ MO_x + yCa rightarrow M + yCaO $$ 其中M代表目标金属(如钛、钽等),反应温度通常维持在800-1100℃区间。该工艺具有产物纯度高(可达99.9%)、设备腐蚀性低等优势,特别适用于航空航天材料钛合金的工业生产(《稀有金属冶金学》,冶金工业出版社)。
国际材料研究领域权威期刊《Journal of Alloys and Compounds》的多篇研究证实,通过调控钙的添加比例和反应气氛,可有效降低钽粉中的氧含量至200ppm以下(DOI:10.1016/j.jallcom.2023.173589)。在实际操作中,该技术需配合真空感应炉或电弧炉使用,确保反应体系处于惰性气体保护环境。
钙热还原法是一种通过金属钙作为还原剂,在高温下还原金属氧化物或卤化物以制备高纯度金属的冶金工艺。以下是其详细解析:
钙热还原属于金属热还原反应,利用钙对氧或卤素的高亲和力,将目标金属从其化合物中置换出来。反应通式为: $$ text{MO} + text{Ca} rightarrow text{M} + text{CaO} quad text{或} quad text{MX}_n + ntext{Ca} rightarrow text{M} + ntext{CaX} $$ 其中,MO/MXₙ为金属氧化物或卤化物,M为目标金属,X为卤素(如F、Cl)。
还原渣中通常含有未反应的稀土氟化物或金属,具有较高回收价值。例如,稀土氟化钙渣可通过酸浸或电解进一步提取有用成分。
相较于铝热还原或镁热还原,钙的还原能力更强,适合处理更稳定的化合物,但成本较高且操作条件更苛刻。
如需更深入的工业流程参数或案例,可参考知网等学术平台(来源:、4、5)。
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