
【化】 calciothermy
calcium
【醫】 Ca; calcium
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
deoxidize; reduction; return to original condition; revivification
【計】 restore; revert
【化】 disoxidation; reduction
【醫】 reduce; reduction
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
鈣熱還原法(Calciothermic Reduction)是一種利用金屬鈣作為還原劑的高溫冶金技術,主要應用于難熔金屬及其化合物的提純與制備。該方法基于鈣的強還原性,在高溫條件下将金屬氧化物或鹵化物中的目标金屬元素還原為單質形态。
從反應機理分析,鈣熱還原法的核心方程式可表示為: $$ MO_x + yCa rightarrow M + yCaO $$ 其中M代表目标金屬(如钛、钽等),反應溫度通常維持在800-1100℃區間。該工藝具有産物純度高(可達99.9%)、設備腐蝕性低等優勢,特别適用于航空航天材料钛合金的工業生産(《稀有金屬冶金學》,冶金工業出版社)。
國際材料研究領域權威期刊《Journal of Alloys and Compounds》的多篇研究證實,通過調控鈣的添加比例和反應氣氛,可有效降低钽粉中的氧含量至200ppm以下(DOI:10.1016/j.jallcom.2023.173589)。在實際操作中,該技術需配合真空感應爐或電弧爐使用,确保反應體系處于惰性氣體保護環境。
鈣熱還原法是一種通過金屬鈣作為還原劑,在高溫下還原金屬氧化物或鹵化物以制備高純度金屬的冶金工藝。以下是其詳細解析:
鈣熱還原屬于金屬熱還原反應,利用鈣對氧或鹵素的高親和力,将目标金屬從其化合物中置換出來。反應通式為: $$ text{MO} + text{Ca} rightarrow text{M} + text{CaO} quad text{或} quad text{MX}_n + ntext{Ca} rightarrow text{M} + ntext{CaX} $$ 其中,MO/MXₙ為金屬氧化物或鹵化物,M為目标金屬,X為鹵素(如F、Cl)。
還原渣中通常含有未反應的稀土氟化物或金屬,具有較高回收價值。例如,稀土氟化鈣渣可通過酸浸或電解進一步提取有用成分。
相較于鋁熱還原或鎂熱還原,鈣的還原能力更強,適合處理更穩定的化合物,但成本較高且操作條件更苛刻。
如需更深入的工業流程參數或案例,可參考知網等學術平台(來源:、4、5)。
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