Titansmältning

Råmaterialet för tillverkning av titanmetall är huvudsakligen rutil, som innehåller mer än 96% TiO2. Brist på rutil malm länder, såsom Sovjetunionen, användning av ilmenit gjord av "hög titan slagg", som innehåller cirka 90% TiO2. På senare år, på grund av priset på naturlig rutil och minskande reserver, tenderar länder att använda ilmenit gjord av titanrika material, det vill säga slagg med hög titanhalt och konstgjord rutil.

Titan upptäcktes 1791, men första gången man tillverkade rent titan är 1910, mitten av mer än hundra år. Anledningen är: titan är mycket aktivt vid höga temperaturer, det är lätt att kombinera med syre, kväve, kol och andra grundämnen, för att utvinna rent titan krävs mycket tuffa förhållanden.

Industrin vanligen använda svavelsyra nedbrytning av ilmenit titandioxid, titandioxid från titan metall titan. Koncentrerad svavelsyrabehandling av mald ilmenit (koncentrat), följande kemiska reaktion inträffar:

FeTiO3 + 3H2SO4 == Ti(SO4)2 + FeSO4 + 3H2O

FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O

FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O

Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O

För att avlägsna föroreningen Fe2(SO4)3 tillsätts järnspån och Fe3+ reduceras till Fe2+, sedan kyls lösningen till under 273K, vilket tillåter FeSO4-7H2O (grön alun) för att kristallisera som en biprodukt.

Hydrolysen av Ti(SO4)2 och TiOSO4 fällde ut en vit metatitanatfällning, reaktionen var:

Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4

TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4

Titandioxid produceras genom att smida metatitansyra:

H2TiO3 == TiO2+H2O

Industriell produktion av titanmetall med hjälp av metalltermisk reduktionsmetod för att reducera titantetraklorid. TiO2 (eller naturlig rutil) och träkol pulver blandning uppvärmd till 1000 ~ 1100K, klorering, och göra genereringen av TiCl4, ånga kondensation.

TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO-

Reduktion av TiCl4 med smält magnesium i argon vid 1070K ger porös titansvamp:

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

Denna titansvamp krossas, smälts i en vakuumbågsugn och görs slutligen till olika titanmaterial.

Det är också möjligt att reagera: Ti+2I2=TiI4

Den erhållna TiI4 sönderdelas vid hög temperatur (cirka 1250 grader):

TiI4=Ti+2I2

Detta resulterar i rena titanstavar.

Egenskaper och användningsområden för titan och titanlegeringar

Rent titan är en silvervit metall, som har många utmärkta egenskaper. Densiteten hos titan är 4,54 g/cm3, 43 % lättare än stål och något tyngre än den prestigefyllda lättmetallen magnesium. Mekanisk hållfasthet liknar stål, dubbelt så stor som aluminium, fem gånger större än magnesium. Titan är resistent mot höga temperaturer, smältpunkt 1942K, nästan 1000K högre än guld, nästan 500K högre än stål.

Titan tillhör metallens mer aktiva kemiska egenskaper. Vid uppvärmning med O2, N2, H2, S och halogener och andra icke-metalliska roll. Men vid rumstemperatur, titan yta är lätt att generera ett mycket tunt lager av tät oxid skyddande film, kan motstå rollen av starka syror och även aqua regia, visar stark korrosionsbeständighet. Därför blir den allmänna metallen i syra-, alkali-, saltlösningen full av hål och titan är säker och sund.

Flytande titan kan lösa upp nästan alla metaller, så det kan bilda legeringar med en mängd olika metaller. Titan tillsätts stål för att producera titanstål, som är segt och flexibelt. Titan och metall Al, Sb, Be, Cr, Fe, etc. för att generera spaltfyllande föreningar eller intermetalliska föreningar.

Titanlegering gjord av flygplan än andra metaller gjorda av samma vikt av flygplanet mer än 100 passagerare. Tillverkad av ubåtar, både havsvatten korrosionsbeständighet, men också motståndskraft mot djupt tryck, dess dykdjup än rostfria ubåtar ökade med 80%. Samtidigt är titan icke-magnetiskt, kommer inte att hittas av gruvor, har en mycket bra anti-väktare roll.

Titan har ett "pro-biotiskt" kön. I människokroppen kan det motstå korrosion av sekret och giftfritt, och det är anpassningsbart till alla steriliseringsmetoder. Därför används det i stor utsträckning vid produktion av medicinsk utrustning, produktion av konstgjorda höftleder, knäleder, axelleder, leder, tvångsleder, skalle, aktiva hjärtklaffar, benfixeringsklämmor. När den nya muskelfiberringen lindades in i dessa "titanben", började dessa titanben att upprätthålla människokroppens normala aktiviteter.

Titan är brett distribuerat i människokroppen, och det normala innehållet i människokroppen är inte mer än 15 mg per 70 kg kroppsvikt, och dess roll är fortfarande oklar. Emellertid kan titan stimulera fagocyter, så att immunitetens roll har bekräftats.

Titanföreningar och användningsområden

Viktiga titanföreningar inkluderar: titandioxid (TiO2), titantetraklorid (TiCl4) och bariummetatitanat (BaTiO3).

Ren titandioxid är vitt pulver, är ett utmärkt vitt pigment, handelsnamnet "titandioxid". Den har både täckningsegenskaperna hos blyvitt (PbCO3) och den varaktiga prestandan hos zinkvitt (ZnO). Därför lägger människor ofta till titandioxid i färg, gjord av högkvalitativ vit färg; inom pappersindustrin som ett fyllmedel till papperspaddeln; textilindustrin som mattningsmedel för konstfibrer.

Inom textilindustrin som mattningsmedel för konstfibrer; i glas-, keramik-, emaljindustrin som en tillsats för att förbättra dess prestanda; används som katalysator i många kemiska reaktioner. I den kemiska industrin utvecklas allt mer idag, titandioxid och titanföreningar som finkemiska produkter, har ett högt mervärde, utsikterna är mycket attraktiva.

Titantetraklorid är en färglös vätska; smältpunkt 250K, kokpunkt 409K, med systemet av excitatorisk lukt. Det är lätt att hydrolysera i vatten eller fuktig luft och avger mycket vit rök.

TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl

Därför används TiCl4 inom militären som ett konstgjort rökmedel, som om det skulle användas i maritim krigföring. Inom jordbruket använder människor TiCl4 för att bilda en tät dimma för att minska förlusten av värme från marken på natten och för att skydda grönsaker och grödor från skadan av kyla och frost.

Bariummetatitanat framställs genom att smälta TiO2 och BaCO3 tillsammans:

TiO2+BaCO3 == BaTiO3 tio CO2-

Artificiellt producerad BaTiO3 har en hög dielektricitetskonstant, tillverkad av kondensatorer har en större kapacitet, ännu viktigare, BaTiO3 har betydande "piezoelektriska egenskaper", kristalltrycket kommer att producera ström, en kraft, och kommer att ändra form. Människor sätter det i ultraljudsvågen, det är trycksatt för att producera ström, genom att mäta strömstyrkan kan ultraljudsstyrka mätas. Nästan alla ultraljudsinstrument måste använda den. Med utvecklingen och användningen av titanat används det mer och mer vid tillverkning av icke-linjära komponenter, dielektriska förstärkare, elektroniska datorminneskomponenter, mikrokondensatorer, galvaniseringsmaterial, flygmaterial, starka magnetiska, halvledarmaterial, optiska instrument , reagens och så vidare.

De utmärkta egenskaperna hos titan, titanlegeringar och titanföreningar har lett till ett akut behov av dem. De höga produktionskostnaderna har dock begränsat deras tillämpning. Vi tror att inom en snar framtid, med den kontinuerliga förbättringen och förbättringen av titansmältningsteknik, kommer tillämpningen av titan, titanlegeringar och titanföreningar att utvecklas mer.

Titanprodukter:

Titan och titanlegeringar är extremt viktiga lätta strukturella material med mycket viktigt tillämpningsvärde och breda tillämpningsmöjligheter inom flyg, rymd, fordonsteknik, biomedicinsk teknik och andra områden.

Typer: titankanonisering, industriellt rent titan, -typ titan, -typ titan, + -typ titan