Hvernig er títan framleitt? Harðkjarnaferðin frá málmgrýti til málms

1. Steinefnavinnsla

Hið „hráa“ títan sem unnið er úr steinum er ekki til í hreinu málmformi heldur er það aðallega geymt íilmenít(FeTiO₃) ogrútíl(TiO₂), þar sem rútíl hefur hærra innihald af títan og er hágæða hráefni. Fyrst, mylja og mala málmgrýti í fínt duft; Notaðu síðan segulmagnaðan aðskilnað, endurval og aðrar aðferðir til að aðskilja þykkni með hátt títaninnihald (ilmenítþykkni eða rútílþykkni) og fjarlægja óhreinindi eins og járn og sílikon.

2.Klórun

Kjarnaþrepið við að umbreyta títani í „fljótandi milliefni“ (títantetraklóríð) er að umbreyta föstu títanoxíði í fljótandi títantetraklóríð (TiCl ₄) - litlaus, rokgjarnan og mjög ætandi vökva sem auðveldar síðari hreinsun og minnkun. Blandið títanþykkni (TiO ₂) saman við kók (kolefni) og setjið það í klórunarofn; Hitið í um 1000 gráður og settu inn klórgas (Cl ₂) á sama tíma; Við háan hita myndar efnahvarfið títantetraklóríðgufu, sem er kælt til að fá fljótandi hrát títantetraklóríð blandað með óhreinindum eins og járnklóríði.

3.Hreinsun

Hrát títantetraklóríð þarfnast hreinsunar með eimingu. Þessi aðferð byggir á suðumarksmun. TiCl₄ sýður við 136,4 gráður en járnklóríð sýður við 315 gráður. Hrá vökvinn er hitaður. Hlutnum sem sýður við 136,4 gráður er safnað saman sem TiCl₄ með miklum -hreinleika. Þyngri óhreinindi eru eftir sem leifar.

4.Fækkun

Magnesíum "keppir" um klór og fæðir títansvamp (kjarnaþrep). Þetta er mikilvægasta skrefið í framleiðslu á títan og einnig kjarninn í Kroll ferlinu - sem minnkar títantetraklóríð með magnesíum úr málmi til að fá hreint títan. Dældu hreinu títantetraklóríði í lokað ryðfrítt stál hvarfílát, fylltu ílátið með argongasi (óvirku gasi) og einangraðu loftið (til að koma í veg fyrir oxun títan og magnesíums); Settu magnesíumhleif og hitaðu það í 800-850 gráður til að bræða magnesíum í fljótandi ástand; Magnesíum bregst kröftuglega við títantetraklóríði til að skipta út hreinu títan; Eftir að hvarfinu er lokið er varan kæld til að fá gljúpan svamp eins og títan (almennt þekkt sem "svamptítan") blandað við magnesíumklóríð og óhvarfað magnesíum

5.Aðskilnaður: Tómarúmeiming, hreinsun á svampi títan

Fjarlægja verður magnesíumklóríð og magnesíumóhreinindi í títansvampi, annars mun það hafa áhrif á síðari vinnslu:

• Settu svamptítanblönduna í lofttæmiseimingarofn og hitaðu hana upp í háan hita;
• Í lofttæmisumhverfi munu magnesíum og magnesíumklóríð gufa upp og þéttast til endurvinnslu (hægt að endurvinna magnesíum);
• Lokaniðurstaðan er svampur títan með hreinleika yfir 99,7%, sem sýnir grásvarta og gljúpa uppbyggingu.

6.Bráðnun

Frá svampur títan til títan hleifar. Svampur títan er gljúpur og laus og ekki hægt að vinna beint í hluta. Það verður að bræða í þéttum títanhleifum. Svamptítan er þrýst inn í rafskaut og sett í lofttæmisbogabræðsluofn (eða rafeindageislabræðsluofn); Rafmagni er beitt í lofttæmu umhverfi og ljósboginn framkallar háan hita (fer yfir 1668 gráður, bræðslumark títan), sem veldur því að títan svampur bráðnar í fljótandi títan; Eftir kælingu er fljótandi títan steypt í títanhleifar - þetta er grunnhráefnið sem hægt er að nota til að móta, velta og vinna.

7. Vinnsla

Hægt er að breyta títanhleifum í ýmsar vörur. Títanhleifar þurfa að gangast undir síðari vinnslu áður en hægt er að breyta þeim í títanefnin sem við sjáum.

• Smíða/velting: Hita títanhleifar og smíða þær í stangir, plötur eða rúlla inn í rör og þynnur með pressu;
• Málblöndur: Bæta við þáttum eins og áli og vanadíum til að búa til títan málmblöndur (eins og TC4) til að auka styrk og háhitaþol;
• Yfirborðsmeðferð: fægja, rafskaut osfrv. til að auka tæringarþol og fagurfræði.