Thermochemische Modellierung der prozessstufenminimierten Titangewinnung

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Ziel dieses Teilprojektes ist es, durch grundlegende thermochemische Modellierung der mehrkomponentigen und mehrphasigen Schmelz-, Reaktions-, Umwandlungs- und Sublimationsgleichgewichte gesicherte Basisdaten zu erzeugen und damit zum Verständnis und zur Zielführung der prozessstufenminimierten Herstellung von Titan beizutragen. Im Zentrum stehen dabei die metallurgischen Prozesse in den beiden neu zu entwickelnden Prozessketten der Titanherstellung, die Aluminothermie-Route und die Iodid-Route. In der ersten Phase soll die thermochemische Modellierung des Systems Ti-Al-Ca-O erfolgen, wobei insbesondere die bisher vorwiegend getrennte Modellierung der metallischen und der Schlackenseite zu überwinden ist. Parallel dazu wird die Modellierung der Festkörper-Gas Reaktionsgleichgewichte im System Ti-Fe-O-C-I-H erfolgen. Dabei wird die Calphad-Methode kombiniert mit eigenen Schlüsselexperimenten eingesetzt. Mit diesem Datensatz sind durch spezifische thermochemische Rechnungen die Prozessschritte bei der Flüssigphasen-Aluminothermie, der Feststoff-Aluminothermie, der pfannenmetallurgischer Raffination sowie beim Elektroschlacke-umschmelzprozess und der Carboiodierung zu analysieren und Optimierungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Zusätzlich werden erste thermochemische Berechnungen schon unmittelbar zu Beginn des Projektes mit den bereits verfügbaren Datenbanken durchgeführt, um mit diesen - wenn auch eingeschränkten - Ergebnissen die Vernetzungen in der Forschergruppe sofort zu aktivieren.