日本东邦钛公司致力于钛产业绿色发展

2021年7月1日，日本东邦钛公司官网发布消息称，公司多项先进的研发成果(钛冶炼技术、电沉积法直接制造钛箔材、多功能化多孔钛板)已公开发布于自然指数2021材料科学(Nature Index 2021 Materials Science)。

钛的冶炼提纯过程非常复杂，流程长且能耗大，因此成本高、价格贵，同时还会排放大量的CO2。钛材需求量的增大以及对温室气体减排要求的提升，给全球钛材制造商提出了新的挑战。为此，日本东邦钛公司(Toho Titanium)与美国Universal Achemetal Titanium合作开发了一种新型钛冶炼技术——UAT工艺，该技术有望有效解决碳排放的问题。

东邦钛公司执行董事兼总经理Hideki Fujii和他的同事对UAT公司提出的新工艺进行了验证，证实UAT工艺能够有效突破传统工艺存在的瓶颈。在该工艺路线中，将粉状TiO2、CaF2以及金属Al混合，当混合物被点燃时，会发生铝热反应，瞬间放出大量的热，可在不使用外部燃料的情况下有效提高炉温，从而减少CO2的排放。

铝热反应后虽然会有一些Al2O3和CaF2熔渣，但是可以很容易的将其与含有氧及铝元素的凝固钛合金分离。然后，通过一种独特的电解精炼工艺将钛合金中的大部分钛溶解到电解质中，再以树枝状沉积物的形式沉积在阴极上，最后通过水洗或真空分离获得低杂质含量的金属钛，即相当于目前的工业纯钛。

与Kroll工艺相比，UAT工艺具有很多优势。一方面，由于无需使用碳作为原材料，故有效解决了CO2的减排问题；另一方面，与钛生产的传统工艺相比，预计耗电量将减少70%～80%。

实验室试验取得成功后，东邦钛公司计划在2021年将该项技术提升到一个新的水平。公司将新建一些不同规格的电解槽用于中试生产，以不断优化电解精炼工艺。而对于电解精炼工艺的优化，可以显著降低钛金属中的杂质，这也是扩大钛产品市场的关键之一。

海绵钛几乎是所有钛加工材的原料，但是利用传统工艺生产的海绵钛通常含有0.02%～0.05%的氧。而通过电解精炼工艺，可以将杂质氧的含量降低到0.03%左右，将其他杂质含量降低到百万分之几，即几乎达到检测极限。Fujii表示，这意味着可以扩大该项技术的应用范围，即从制备工业纯钛扩大到几乎所有钛基材料。

此外，东邦钛公司还开发了一种新的制备钛箔材的技术，无需任何轧制或退火，可直接在阴极沉积钛薄膜，并可以用手直接将薄膜与电极分离。目前，该技术的研究团队已成功生产出长度约1 m的粉末(或纤维)烧结多孔板，并已用于制作氢能系统的部件。

Fujii表示，东邦钛公司将从多方面致力于减少碳排放，通过不断开发新型钛冶炼工艺以实现降低CO2排放量的目标，即2030年CO2排放量较2018年减少40%，2050年实现碳中和。