Fusió de titani

La matèria primera per a la producció de metall de titani és principalment rutil, que conté més del 96% de TiO2. La manca de països de mineral de rutil, com la Unió Soviètica, l'ús d'ilmenita feta de "escòria alta de titani", que conté al voltant del 90% de TiO2. En els darrers anys, a causa del preu del rutil natural i la disminució de les reserves, els països tendeixen a utilitzar ilmenita feta de materials rics en titani, és a dir, escòries d'alt titani i rutil artificial.

El titani es va descobrir el 1791, però la primera vegada que es fa titani pur és el 1910, a mitjans de més de cent anys. El motiu és: el titani és molt actiu a altes temperatures, és fàcil de combinar amb oxigen, nitrogen, carboni i altres elements, per extreure titani pur requereix condicions molt dures.

La indústria utilitza habitualment la descomposició d'àcid sulfúric de diòxid de titani ilmenita, diòxid de titani a partir de titani metall. Tractament d'àcid sulfúric concentrat d'ilmenita mòlta (concentrat), es produeix la següent reacció química:

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

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

FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O

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

Per eliminar la impuresa Fe2(SO4)3, s'afegeixen llimadures de ferro i Fe3+ es redueix a Fe{2+, després la solució es refreda per sota de 273K, permetent FeSO4-7H2O (alum verd) per cristal·litzar com a subproducte.

La hidròlisi de Ti(SO4)2 i TiOSO4 va precipitar un precipitat de metatitanat blanc, la reacció va ser:

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

TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4

El diòxid de titani es produeix forjant àcid metatitanic:

H2TiO3 == TiO2+H2O

Producció industrial de titani metall mitjançant el mètode de reducció tèrmica metàl·lica per reduir el tetraclorur de titani. TiO2 (o rutil natural) i barreja de pols de carbó vegetal escalfat a 1000 ~ 1100K, cloració i generació de TiCl4, condensació de vapor.

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

La reducció de TiCl4 amb magnesi fos en argó a 1070K dóna una esponja de titani porosa:

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

Aquesta esponja de titani es tritura, es fon en un forn d'arc de buit i finalment es fa en diversos materials de titani.

També és possible reaccionar: Ti+2I2=TiI4

El TiI4 obtingut es descompon a alta temperatura (al voltant de 1250 graus):

TiI4=Ti+2I2

Això resulta en varetes de titani pur.

Propietats i usos del titani i aliatges de titani

El titani pur és un metall blanc platejat, que té moltes propietats excel·lents. La densitat del titani és de 4,54 g/cm3, un 43% més lleuger que l'acer i una mica més pesat que el prestigiós magnesi de metall lleuger. La resistència mecànica és similar a l'acer, dues vegades més gran que l'alumini, cinc vegades més gran que el magnesi. El titani és resistent a altes temperatures, punt de fusió 1942K, gairebé 1000K més alt que l'or, gairebé 500K més alt que l'acer.

El titani pertany a les propietats químiques més actives del metall. Quan s'escalfa amb O2, N2, H2, S i halògens i altres papers no metàl·lics. Però a temperatura ambient, la superfície de titani és fàcil de generar una capa molt fina de pel·lícula protectora d'òxids densos, pot resistir el paper dels àcids forts i fins i tot l'aigua regia, mostrant una forta resistència a la corrosió. Per tant, el metall general de la solució d'àcid, àlcali i sal s'omple de forats i el titani és sa i segur.

El titani líquid pot dissoldre gairebé tots els metalls, de manera que pot formar aliatges amb una varietat de metalls. S'afegeix titani a l'acer per produir acer de titani, que és resistent i flexible. Titani i metall Al, Sb, Be, Cr, Fe, etc. per generar compostos per omplir buits o compostos intermetàl·lics.

Aliatge de titani fet d'avions que altres metalls fets del mateix pes de l'avió de més de 100 passatgers. Fet de submarins, tant la resistència a la corrosió de l'aigua de mar, però també la resistència a la pressió profunda, la seva profunditat d'immersió que els submarins d'acer inoxidable va augmentar un 80%. Al mateix temps, el titani no és magnètic, no el trobaran les mines, té un molt bon paper anti-guardian.

El titani té un sexe "probiòtic". En el cos humà, pot resistir la corrosió de la secreció i no tòxic, i és adaptable a qualsevol mètode d'esterilització. Per tant, s'utilitza àmpliament en la producció d'equips mèdics, la producció d'articulacions artificials del maluc, articulacions del genoll, articulacions de les espatlles, articulacions, articulacions coercitives, crani, vàlvules cardíaques actives, clips de fixació òssia. Quan el nou anell de fibra muscular es va embolicar en aquests "ossos de titani", aquests ossos de titani van començar a mantenir les activitats normals del cos humà.

El titani es distribueix àmpliament al cos humà i el contingut normal del cos humà no supera els 15 mg per 70 kg de pes corporal, i el seu paper encara no està clar. Tanmateix, el titani pot estimular els fagòcits, de manera que s'ha confirmat el paper de la immunitat.

Compostos i usos del titani

Els compostos de titani importants inclouen: diòxid de titani (TiO2), tetraclorur de titani (TiCl4) i metatitanat de bari (BaTiO3).

El diòxid de titani pur és una pols blanca, és un excel·lent pigment blanc, el nom comercial "diòxid de titani". Té tant el rendiment de cobertura del blanc de plom (PbCO3) com el rendiment durador del blanc de zinc (ZnO). Per tant, la gent sovint afegeix diòxid de titani a la pintura, feta de pintura blanca d'alt grau; a la indústria paperera com a farciment afegit a la paleta de paper; Indústria tèxtil com a agent matador de fibres artificials.

A la indústria tèxtil com a agent de mat per a fibres artificials; en la indústria del vidre, ceràmica, esmalt com a additiu per millorar el seu rendiment; s'utilitza com a catalitzador en moltes reaccions químiques. A la indústria química s'està desenvolupant cada vegada més avui, el diòxid de titani i els compostos de titani com a productes químics fins, té un alt valor afegit, la perspectiva és molt atractiva.

El tetraclorur de titani és un líquid incolor; punt de fusió de 250K, punt d'ebullició de 409K, amb el sistema d'olor excitatòria. És fàcil d'hidrolitzar en aigua o aire humit i emet molt de fum blanc.

TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl

Per tant, el TiCl4 s'utilitza a l'exèrcit com a agent de fum artificial, com si s'utilitzi en la guerra marítima. A l'agricultura, la gent utilitza TiCl4 per formar un sòl de boira densa per reduir la pèrdua de calor del sòl a la nit i per protegir les hortalisses i els cultius dels danys del fred i les gelades.

El metatitanat de bari es fa fonent TiO2 i BaCO3 junts:

TiO2+BaCO3 == BaTiO3 deu CO2-

BaTiO3 produït artificialment té una constant dielèctrica alta, fet de condensadors té una capacitat més gran, el que és més important, BaTiO3 té "propietats piezoelèctriques" importants, la pressió del cristall produirà corrent, una potència i canviarà de forma. La gent la posa a l'ona ultrasònica, es pressiona per produir corrent, mesurant la força del corrent es pot mesurar la força ultrasònica. Gairebé tots els instruments d'ultrasons l'han d'utilitzar. Amb el desenvolupament i la utilització del titanat, s'utilitza cada cop més àmpliament en la fabricació de components no lineals, amplificadors dielèctrics, components electrònics de memòria d'ordinador, microcondensadors, materials de galvanoplastia, materials aeroespacials, magnètics forts, materials semiconductors, instruments òptics. , reactius, etc.

Les excel·lents propietats del titani, els aliatges de titani i els compostos de titani han provocat una necessitat urgent d'ells. No obstant això, l'alt cost de producció ha limitat la seva aplicació. Creiem que en un futur proper, amb la millora contínua i la millora de la tecnologia de fosa de titani, l'aplicació de titani, aliatges de titani i compostos de titani estarà més desenvolupada.

Productes de titani:

El titani i els aliatges de titani són materials estructurals lleugers extremadament importants amb un valor d'aplicació molt important i àmplies perspectives d'aplicació en aviació, aeroespacial, enginyeria de vehicles, enginyeria biomèdica i altres camps.

Tipus: canonització de titani, titani pur industrialment, titani tipus, titani tipus, titani tipus + -