高温素材プロセッシング

[2405] マイクロフォーカスX線透視法によるTiCl₄のMg還元のその場観察

^○岸本章宏, 安田秀幸, 宇田哲也 (京都大学)

司会: 夏井俊悟(北海道大学)

キーワード：チタン、金属熱還元、その場観察、Kroll法

現在、チタン(Ti)はKroll法によって生産されている。このプロセスでは塩素ガス(Cl₂)とコークスによって酸化チタン(TiO₂)を塩化し、得られた四塩化チタン(TiCl₄)を軟鋼製密閉容器内で溶融マグネシウム(Mg)によって金属Tiへ還元する。こうして得られるTiはスポンジチタンと呼ばれ、特に反応容器中央部では純度が非常に高い。また、副生成物である塩化マグネシウム(MgCl₂)は回収後、電解によってCl₂とMgへと再生され、プロセス内で繰り返し利用される。しかし、上記の反応で生成したTiは反応容器壁面にも固着しており、容器に由来する鉄等の不純物の混入によって容器壁面付近のTiの純度が低下する。また、Tiの回収後にも容器壁面にはTiが付着しており、容器のクリーニングが必要となる。このような問題を解決するため、TiCl₄のMg還元におけるTiの析出部位の制御が望まれるが、その反応機構については明らかになっていない。本研究では角型のステンレス鋼製容器内で進行するTiCl₄のMg還元の様子をマイクロフォーカスX線透視法によって観察し、TiCl₄の反応部位とそのメカニズムについて調査した。