收藏词条 编辑词条 歧化冶金
创建时间:2008-08-02
利用歧化反应制取金属及其制品的冶金方法。歧化反应是指变价元素发生的自身氧化还原反应,利用某些元素具有多种价态的特性,在一定条件下把需制取的金属制成低价态化合物,然后在另一条件下使该化合物发生自身氧化还原(歧化)反应,分解成元素(或另一种更低价态化合物)和一种高价态化合物的反应。例如,低温下铝的一价卤化物会发生自身氧化还原,一部分氧化为三价,一部分还原为金属:
3AlX(g)→AlX3(g)+2A1
式中X为F或Cl。
铝卤化物的歧化反应为放热反应,在高温下向生成Alx的方向进行,低温下向生成AlX3和金属铝的方向进行,利用这一反应特点可进行粗铝提纯或从铝合金中制取铝。例如,AlX3在设备的高温区(1273K左右)与粗铝或铝合金中的铝作用生成气态AlX3再将后者引到低温区(873~1023K)歧化,在低温区得纯铝和气态AlX3。AlX3再返回与粗铝作用,如此不断循环。过程可用下式表示:
据别利亚耶夫等介绍,将硅热法生产的含硅30%~50%的硅铝合金和AlF。混合在1273~1323K的高温区内,在真空或常压下,在低温区可得纯铝。纯铝的含硅量在痕量到0.5%之间。Al-Fe和Al-Mn合金经同样的处理亦可得类似结果。
也可从粗钛或钛合金中利用钛氯化物的歧化反应来制取纯钛,其反应为:
钛与铝情况不同之处是,钛低价氯化物的歧化反应为吸热反应,因而一般在高温区得金属钛。
此外,在半导体冶金中,亦利用GeI2、SiI2的歧化反应进行锗、硅单晶薄膜的外延生长。
歧化冶金在铝、钛冶金中仅处于扩大试验阶段,尚未用于工业生产。