Како се производи титанијум?

Кролл процес

Кролл процес углавном производи титанијум високе чистоће. Ово почиње уклањањем титанијумове руде, која је углавном илменит или рутил, а затим се карбохлорацијом претвара у титанијум тетрахлорид (ТиЦл₄). Интермедијерно једињење се пречисти дестилацијом пре него што се редукује у присуству магнезијума у ​​инертној атмосфери да би се добио титанијумски сунђер. Чврсти титанијумски сунђер који настаје је уклоњен, разбијен на мале комаде и претопљен да би се добио течни метал. Развио ју је Вилијам Крол 1940-их, ова метода остаје централна за производњу титанијума због своје исплативости у производњи метала спремног за индустрију.

Значај титанијумске руде у производњи

Ефикасан и ефикасан производни процес захтева сировине за стварање метала титанијума, који је доступан само из извора титанијумске руде. Данас се најчешће користе две примарне руде илменит и рутил. Типично, илменит (ФеТиО₃) садржи око 45-60% ТиО₂, док рутил (ТиО₂) садржи много већу концентрацију приближно 90-95%. Као резултат своје крутости, рутил има ниже захтеве за прераду, што га чини пожељнијим, али оскуднијим ресурсом.

Кључни технички параметри:

Садржај титанијум диоксида: Директно повезан са ефикасношћу Кролл процеса у зависности од тога колико чисте руде као што је рутил смањују и трошкове и време за прераду.

Тврдоћа руде: Оба минерала су генерално чврста, али механичке карактеристике утичу на процесе млевења и екстракције.

Нивои нечистоћа: Морају се предузети додатни кораци како би се уклониле нечистоће као што је гвожђе из илменита; ово утиче на укупан принос и квалитет.

Произвођачи могу да обезбеде већи принос и нивое чистоће у коначном металу титанијума правилним набавком и прерадом висококвалитетне руде титанијума, чиме се на крају побољшава њена примена у различитим индустријама.

Улога магнезијума и хлорида у производњи титанијума

Магнезијум и хлорид играју значајну улогу у процесу производње титанијума користећи Кролл процес. Као редукциони агенс, магнезијум мења титанијум тетрахлорид (ТиЦл₄) у свој почетни материјал из титанијум сунђера. Овај корак укључује хлорисање титанијумове руде да би се добио пречишћени ТиЦл₄, испарљиво једињење. Титанијум оксид се у овој фази претвара у ТиЦл₄ уз помоћ хлорида.

У главној реакцији током инертне атмосфере, растопљени магнезијум се меша са ТиЦл₄ на веома високим температурама око 800-900 степена, што изазива редукцију ТиЦл₄ у титанијумски сунђер и производњу МгЦл₂ као нуспроизвода. Укупна реакција је следећа:\[ ТиЦл₄ + 2Мг \ригхтарров Ти + 2МгЦл₂ \]

Остаци МгЦл₂ морају се обично уклањати електролитичким техникама које такође враћају магнезијум за поновну употребу у оквиру овог циклуса, што га чини одрживим. Ефикасност магнезијума и нивои чистоће у погледу хлорида директно утичу на принос и квалитет који производе титанијумски сунђери, чиме се наглашава њихов значај у производњи титанијума.