熔盐电解制备难熔金属的回顾与展望

难熔金属是一类具有高熔点的金属，元素周期表中的第Ⅳ族副族的钛（Ti）、锆（Zr）、铪（Hf），第Ⅴ族副族的钒（V）、铌（Nb）、钽（Ta），第Ⅵ族副族的铬（Cr）、钨（W）、钼（Mo），以及第Ⅶ族副族的铼（Re）等金属都属于难熔金属。这些金属的熔点普遍高于1650℃，由于它们独特的物理、化学、机械及核性能，难熔金属在国民经济，特别是在尖端领域具有不可替代的重要地位。然而，目前工业上用于生产难熔金属的主要方法——热还原法存在一系列问题，比如设备要求高、生产过程不连续和环境污染严重等。 熔盐电解法是一种备选的生产难熔金属的新技术，它来源于电解铝工艺，通过在高温下将相应的难熔金属盐熔解在熔剂中形成电解质，然后通过电解的方法来提炼金属。传统的熔盐电解法在制备难熔金属方面曾遇到挑战，未能实现工业化生产，主要原因是难熔金属的高熔点导致电解质难以在较低的温度下熔化，同时保证电解过程顺利进行，这使得传统熔盐电解法无法在实际生产中应用。 研究人员致力于寻找新的熔盐电解技术，FFC法和SOM法是两种较新的熔盐电解技术。FFC法由Fray、Farthing和Chen在1998年提出，是一种利用钙还原氧化物前驱体的电化学过程。该方法可直接从氧化物前驱体中获得金属，而不通过传统电解制备金属的过程。SOM法，即固态氧化物电解法，是一种基于钙还原的新型熔盐电解技术，特别适合生产金属钛、钽、铬等难熔金属。 上海大学的科研人员对SOM法进行了改进，提出了一种新的制备难熔金属的工艺，这一新方法在实验室阶段已经成功制备出了Ti、Ta、Cr等难熔金属，并展示了良好的发展前景。新的熔盐电解法为难熔金属的制备开辟了新的道路，被认为是难熔金属发展的可行之路。这项研究得到了国家自然科学基金和上海市科委等科研项目的支持。 难熔金属的熔盐电解技术有着明显的工业优势，包括生产成本低、产品纯度高、生产过程连续、环境友好等。随着研究的深入和技术的成熟，熔盐电解法有望逐步取代传统的热还原法，成为难熔金属生产的主流技术。随着新的熔盐电解技术的不断发展，难熔金属行业将得到进一步的发展和进步。