Titano lydymas

Titano metalo gamybos žaliava daugiausia yra rutilas, kuriame yra daugiau nei 96% TiO2. Trūksta rutilo rūdos šalių, tokių kaip Sovietų Sąjunga, ilmenito, pagaminto iš „didelio titano šlako“, kuriame yra apie 90% TiO2, naudojimas. Pastaraisiais metais dėl natūralaus rutilo kainos ir nykstančių atsargų šalys linkusios naudoti ilmenitą, pagamintą iš daug titano turinčių medžiagų, tai yra, didelio titano šlako ir dirbtinio rutilo.

Titanas buvo atrastas 1791 m., tačiau pirmą kartą grynas titanas buvo pagamintas 1910 m., daugiau nei šimto metų viduryje. Priežastis tokia: titanas labai aktyvus aukštoje temperatūroje, jį lengva derinti su deguonimi, azotu, anglimi ir kitais elementais, grynam titanui išgauti reikia labai atšiaurių sąlygų.

Pramonėje dažniausiai naudojamas sieros rūgšties skilimas ilmenito titano dioksidas, titano dioksidas iš titano metalo titano. Malto ilmenito (koncentrato) apdorojimas koncentruota sieros rūgštimi vyksta tokia cheminė reakcija:

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

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

FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O

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

Norint pašalinti Fe2(SO4)3 priemaišą, pridedama geležies drožlių ir Fe3+ redukuojama iki Fe2+, tada tirpalas atšaldomas iki žemesnės nei 273 K temperatūros, leidžiant FeSO4-7H2O (žaliojo alūno) kristalizuotis kaip šalutinis produktas.

Ti(SO4)2 ir TiOSO4 hidrolizė nusodino baltas metatitanato nuosėdas, reakcija buvo tokia:

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

TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4

Titano dioksidas gaunamas kaliant metatitano rūgštį:

H2TiO3 == TiO2+H2O

Pramoninė titano metalo gamyba naudojant metalo terminės redukcijos metodą, siekiant sumažinti titano tetrachlorido kiekį. TiO2 (arba natūralaus rutilo) ir medžio anglies miltelių mišinys, pakaitintas iki 1000 ~ 1100K, chloruojamas ir susidaro TiCl4, garų kondensacija.

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

Redukuojant TiCl4 išlydytu magniu argone 1070K temperatūroje, gaunama porėta titano kempinė:

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

Ši titano kempinė susmulkinama, išlydoma vakuuminėje lankinėje krosnyje ir galiausiai pagaminama iš įvairių titano medžiagų.

Taip pat galima reaguoti: Ti+2I2=TiI4

Gautas TiI4 suyra aukštoje temperatūroje (apie 1250 laipsnių):

TiI4=Ti+2I2

Taip gaunami gryno titano strypai.

Titano ir titano lydinių savybės ir panaudojimas

Grynas titanas yra sidabriškai baltas metalas, turintis daug puikių savybių. Titano tankis yra 4,54 g/cm3, 43% lengvesnis už plieną ir šiek tiek sunkesnis už prestižinio lengvojo metalo magnio. Mechaninis stiprumas panašus į plieno, dvigubai didesnis už aliuminį, penkis kartus didesnis už magnį. Titanas yra atsparus aukštai temperatūrai, lydymosi temperatūra 1942K, beveik 1000K aukštesnė už auksą, beveik 500K aukštesnė už plieną.

Titanas priklauso aktyvesnėms metalo cheminėms savybėms. Kai šildomas O2, N2, H2, S ir halogenais bei kitais nemetaliniais elementais. Tačiau kambario temperatūroje titano paviršius lengvai sukuria labai ploną tankios oksido apsauginės plėvelės sluoksnį, gali atsispirti stiprių rūgščių ir net vandens regijos vaidmeniui, parodydamas stiprų atsparumą korozijai. Todėl bendras metalas rūgščių, šarmų, druskos tirpale tampa pilnas skylių, o titanas yra saugus ir sveikas.

Skystas titanas gali ištirpinti beveik visus metalus, todėl gali sudaryti lydinius su įvairiais metalais. Į plieną dedama titano, kad būtų pagamintas titano plienas, kuris yra tvirtas ir lankstus. Titanas ir metalas Al, Sb, Be, Cr, Fe ir kt., kad susidarytų tarpus užpildantys junginiai arba intermetaliniai junginiai.

Titano lydinys pagamintas iš orlaivio nei kiti metalai, pagaminti iš to paties svorio orlaivio daugiau nei 100 keleivių. Pagaminta iš povandeninių laivų, tiek jūros vandens atsparumo korozijai, bet ir atsparumo giliam slėgiui, jo nardymo gylis nei nerūdijančio plieno povandeninių laivų padidėjo 80%. Tuo pačiu metu titanas yra nemagnetinis, jo neaptiks kasyklos, jis atlieka labai gerą anti-globėjo vaidmenį.

Titanas turi „probiotinę“ lytį. Žmogaus kūne jis gali atsispirti sekrecijos korozijai, netoksiškas ir pritaikomas bet kokiam sterilizavimo būdui. Todėl plačiai naudojamas medicinos įrangos gamyboje, dirbtinių klubų sąnarių, kelių sąnarių, pečių sąnarių, sąnarių, prievartinių sąnarių, kaukolės, aktyvių širdies vožtuvų, kaulų fiksavimo segtukų gamyboje. Kai į šiuos „titano kaulus“ apsivijo naujas raumenų skaidulų žiedas, šie titaniniai kaulai pradėjo palaikyti normalią žmogaus organizmo veiklą.

Titanas yra plačiai paplitęs žmogaus organizme, o normalus žmogaus kūno kiekis yra ne didesnis kaip 15 mg 70 kg kūno svorio, o jo vaidmuo vis dar neaiškus. Tačiau titanas gali stimuliuoti fagocitus, todėl buvo patvirtintas imuniteto vaidmuo.

Titano junginiai ir panaudojimas

Svarbūs titano junginiai yra: titano dioksidas (TiO2), titano tetrachloridas (TiCl4) ir bario metatitanatas (BaTiO3).

Grynas titano dioksidas yra balti milteliai, puikus baltas pigmentas, prekės pavadinimas "titano dioksidas". Jis pasižymi ir baltojo švino (PbCO3) dangos savybėmis, ir ilgalaikėmis cinko baltojo (ZnO) savybėmis. Todėl žmonės dažnai deda titano dioksido į dažus, pagamintus iš aukštos kokybės baltų dažų; popieriaus pramonėje kaip užpildas, pridedamas prie popieriaus mentelės; tekstilės pramonė kaip dirbtinio pluošto matinimo priemonė.

Tekstilės pramonėje kaip dirbtinio pluošto matinimo priemonė; stiklo, keramikos, emalio pramonėje kaip priedas jo veikimui gerinti; naudojamas kaip daugelio cheminių reakcijų katalizatorius. Chemijos pramonė šiandien vis labiau vystosi, titano dioksidas ir titano junginiai, kaip puikūs chemijos produktai, turi didelę pridėtinę vertę, perspektyva yra labai patraukli.

Titano tetrachloridas yra bespalvis skystis; Lydymosi temperatūra 250K, virimo temperatūra 409K, su sužadinamojo kvapo sistema. Lengvai hidrolizuojasi vandenyje ar drėgname ore, išskiria daug baltų dūmų.

TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl

Todėl TiCl4 naudojamas kariuomenėje kaip dirbtinis dūmų agentas, tarsi jis būtų naudojamas jūriniame kare. Žemės ūkyje žmonės naudoja TiCl4, kad sudarytų tankų rūko gruntą, kad sumažintų šilumos nuostolius iš žemės naktį ir apsaugotų daržoves bei pasėlius nuo šalčio ir šalčio žalos.

Bario metatitanatas gaunamas lydant TiO2 ir BaCO3 kartu:

TiO2+BaCO3 == BaTiO3 dešimt CO2-

Dirbtinai pagamintas BaTiO3 turi didelę dielektrinę konstantą, iš kondensatorių yra didesnės talpos, dar svarbiau, kad BaTiO3 turi reikšmingų "pjezoelektrinių savybių", kristalo slėgis gamins srovę, galią, keis formą. Žmonės įdeda jį į ultragarso bangą, yra spaudžiamas gaminti srovę, matuojant srovės stiprumą galima išmatuoti ultragarso stiprumą. Beveik visi ultragarsiniai prietaisai turi jį naudoti. Kuriant ir naudojant titanatą, jis vis plačiau naudojamas netiesinių komponentų, dielektrinių stiprintuvų, elektroninių kompiuterių atminties komponentų, mikrokondensatorių, galvanizavimo medžiagų, kosmoso medžiagų, stiprių magnetinių, puslaidininkinių medžiagų, optinių instrumentų gamyboje. , reagentai ir pan.

Dėl puikių titano, titano lydinių ir titano junginių savybių atsirado skubus jų poreikis. Tačiau didelės gamybos sąnaudos apribojo jų taikymą. Manome, kad artimiausiu metu, nuolat tobulinant ir tobulinant titano lydymo technologijas, titano, titano lydinių ir titano junginių taikymas bus labiau išplėtotas.

Titano gaminiai:

Titanas ir titano lydiniai yra labai svarbios lengvos konstrukcinės medžiagos, turinčios labai svarbią taikymo vertę ir plačias pritaikymo perspektyvas aviacijos, kosmoso, transporto priemonių inžinerijos, biomedicinos inžinerijos ir kitose srityse.

Tipai: titano kanonizacija, pramoniniu būdu grynas titanas, -titano tipo, -titano tipo, + -titano tipo