Kif isir it-titanju? Il-vjaġġ iebes mill-mineral għall-metall

1.Ipproċessar minerali

It-titanju "nej" estratt mill-blat ma jeżistix f'forma metallika pura, iżda huwa prinċipalment maħżun f'ilmenite(FeTiO₃) urutile(TiO₂), bir-rutile li jkollu kontenut ogħla ta' titanju u li jkun materja prima ta'-kwalità għolja. L-ewwel, għaffeġ u itħan il-mineral fi trab fin; Imbagħad uża separazzjoni manjetika, għażla mill-ġdid u metodi oħra biex tissepara konċentrati b'kontenut għoli ta 'titanju (konċentrat ta' ilmenite jew konċentrat ta 'rutile), u neħħi impuritajiet bħal ħadid u silikon.

2.Klorinazzjoni

Il-pass ewlieni tal-konverżjoni tat-titanju f'"intermedjarju likwidu" (tetraklorur tat-titanju) huwa li jittrasforma ossidu tat-titanju solidu f'tetraklorur tat-titanju likwidu (TiCl ₄) - likwidu bla kulur, volatili u korrużiv ħafna li jiffaċilita l-purifikazzjoni u t-tnaqqis sussegwenti. Ħallat il-konċentrat tat-titanju (TiO ₂) mal-kokk (karbonju) u poġġih f'forn tal-klorinazzjoni; Saħħan għal madwar 1000 grad u daħħal gass tal-kloru (Cl ₂) fl-istess ħin; Taħt temperatura għolja, ir-reazzjoni tiġġenera fwar tat-tetraklorur tat-titanju, li jitkessaħ biex jikseb tetraklorur tat-titanju mhux raffinat likwidu mħallat ma 'impuritajiet bħal klorur ferriku.

3.Purifikazzjoni

It-tetraklorur tat-titanju mhux raffinat jeħtieġ purifikazzjoni permezz tad-distillazzjoni. Dan il-metodu jiddependi fuq differenzi fil-punt tat-togħlija. TiCl₄ jagħli f'136.4 grad, filwaqt li l-klorur tal-ħadid jagħli fi 315 grad. Il-likwidu mhux raffinat jissaħħan. Il-frazzjoni li tagħli f'136.4 grad tinġabar bħala TiCl₄ ta'-purità għolja. Impuritajiet itqal jibqgħu bħala residwu.

4.Tnaqqis

Il-manjesju "jikkompeti" għall-kloru, u jwelldu titanju sponża (pass tal-qalba). Dan huwa l-aktar pass kritiku fil-produzzjoni tat-titanju u wkoll il-qalba tal-proċess Kroll - li jnaqqas it-tetrachloride tat-titanju b'manjeżju metalliku biex jinkiseb titanju pur. Ippumpja tetrachloride tat-titanju pur f'kontenitur magħluq ta 'reazzjoni ta' l-istainless steel, imla l-bastiment b'gass argon (gass inert), u iżola l-arja (biex tevita l-ossidazzjoni tat-titanju u l-manjeżju); Poġġi ingott tal-manjeżju u saħħan sa 800-850 grad biex dewweb il-manjeżju fi stat likwidu; Il-manjeżju jirreaġixxi b'mod vjolenti mat-tetraklorur tat-titanju biex jissostitwixxi titanju pur; Wara li r-reazzjoni tkun kompluta, il-prodott jitkessaħ biex jikseb sponża poruża bħal titanju (magħrufa komunement bħala "titanju sponża") imħallat ma 'klorur tal-manjeżju u manjesju mhux reazzjoni

5.Separazzjoni: Distillazzjoni bil-vakwu, purifikazzjoni ta 'titanju sponża

Klorur tal-manjeżju u impuritajiet tal-manjeżju fit-titanju sponża għandhom jitneħħew, inkella jaffettwaw l-ipproċessar sussegwenti:

• Poġġi t-taħlita tat-titanju sponża f'forn tad-distillazzjoni bil-vakwu u saħħanha għal temperatura għolja;
• F'ambjent vakwu, il-klorur tal-manjeżju u tal-manjeżju se jivvaporizza u jiġi kkondensat għar-riċiklaġġ (il-manjeżju jista 'jiġi riċiklat);
• Ir-riżultat finali huwa titanju sponża b'purità ta 'aktar minn 99.7%, li jippreżenta struttura griża sewda u poruża.

6.Tidwib

Minn titanju sponża għal ingotti tat-titanju. It-titanju tal-isponża huwa poruż u maħlul, u ma jistax jiġi pproċessat direttament f'partijiet. Għandu jiġi mdewweb f'ingotti densi tat-titanju. It-titanju tal-isponża huwa ppressat f'elettrodi u mqiegħed f'forn tat-tidwib tal-ark vakwu (jew forn tat-tidwib tar-raġġ tal-elettroni); L-elettriku huwa applikat f'ambjent vakwu, u l-ark jiġġenera temperaturi għoljin (li jaqbżu l-1668 grad, il-punt tat-tidwib tat-titanju), li jikkawża titanju sponża jiddewweb f'titanju likwidu; Wara t-tkessiħ, it-titanju likwidu jiġi mitfugħ f'ingotti tat-titanju - din hija l-materja prima bażika li tista 'tintuża għall-forġa, l-irrumblar u l-ipproċessar.

7. Ipproċessar

L-ingotti tat-titanju jistgħu jiġu trasformati fi prodotti varji. L-ingotti tat-titanju jeħtieġ li jgħaddu minn proċessar sussegwenti qabel ma jkunu jistgħu jiġu trasformati fil-materjali tat-titanju li naraw.

• Forġa/irrumblar: Issaħħan l-ingotti tat-titanju u l-forġa tagħhom f'vireg, pjanċi, jew irrumblati f'pajpijiet u fojls bl-użu ta 'pressa;
• Ligi: Żieda ta 'elementi bħall-aluminju u l-vanadju biex jagħmlu ligi tat-titanju (bħal TC4) biex itejbu s-saħħa u r-reżistenza għat-temperatura għolja;
• Trattament tal-wiċċ: illustrar, anodizzar, eċċ biex tissaħħaħ ir-reżistenza għall-korrużjoni u l-estetika.