Spracovanie titánu, extrakcia titánu z jeho rúd a príprava zliatin alebo zlúčenín titánu na použitie v rôznych výrobkoch.
Titán (Ti) je mäkký, ťažký, strieborný sivý kov s teplotou topenia 1675 ° C. Vďaka chemicky relatívne inertnej oxidovej vrstve na svojom povrchu má vynikajúcu odolnosť proti korózii vo väčšine prírodných prostredí. Okrem toho je nízka hmotnosť s hustotou (4,51 gramu na kubický centimeter) uprostred medzi hliníkom a železom. Kombinácia nízkej hustoty a vysokej pevnosti mu dáva najúčinnejší pomer pevnosti k hmotnosti bežných kovov pri teplotách do 600 ° C (1100 ° F).
Pretože jeho atómový priemer je podobný mnohým bežným kovom, ako je hliník, železo, cín a vanád, je možné titán ľahko zliatiny vylepšiť, aby sa zlepšili jeho vlastnosti. Podobne ako železo, kov môže existovať v dvoch kryštalických formách: šesťuholníkový tesne uzavretý (hcp) pod 883 ° C (1621 ° F) a kubický stred (bcc) sústredený na telo pri vyšších teplotách až do bodu topenia. Toto allotropické správanie a schopnosť zliatiny s mnohými prvkami vedú k zliatinám titánu, ktoré majú širokú škálu mechanických a antikoróznych vlastností.
Hoci titánové rudy sú bohaté, vysoká reaktivita kovu s kyslíkom, dusíkom a vodíkom vo vzduchu pri zvýšených teplotách vyžaduje komplikované, a teda nákladné výrobné a výrobné procesy.
histórie
Titánová ruda bola prvýkrát objavená v roku 1791 v Cornish Beach Sands anglickým duchovným Williamom Gregorom. Skutočnú identifikáciu oxidu urobil o niekoľko rokov nemecký chemik, MH Klaproth. Klaproth dal kovovej zložke tohto oxidu meno titán, po Titanoch, gigantov gréckej mytológie.
Čistý kovový titán bol prvýkrát vyrobený v roku 1906 alebo 1910 spoločnosťou MA Hunter v Polytechnickom inštitúte Rensselaer (Troy, New York, USA) v spolupráci so spoločnosťou General Electric Company. Títo vedci sa domnievali, že titán mal teplotu topenia 6 000 ° C (10 800 ° F), a preto bol kandidát na žiarovky, ale keď Hunter vyrobil kov s teplotou topenia bližšie k 1 800 ° C (3 300 ° F), úsilie bolo opustené. Avšak, Hunter sa ukazujú, že kov mal nejaký ťažnosť, a jeho spôsob výroby je reakciou chloridu titaničitého (TiCl 4), s sodného za vákua bol neskôr komerčne a je teraz známy ako proces Hunter. Kov so značnou tvárnosťou bol vyrobený v roku 1925 holandskými vedcami AE van Arkel a JH de Boerom, ktorí disociovali tetrajodid titaničitý na horúcom vlákne vo vákuovej sklenenej žiarovke.
V roku 1932 William J. Kroll Luxembourg, spôsobil významné množstvo tvárnej titánu kombinácií TiCl 4 s vápnikom. Do roku 1938 Kroll vyrobil 20 kilogramov (50 libier) titánu a bol presvedčený, že má vynikajúce korózne a pevnostné vlastnosti. Na začiatku druhej svetovej vojny utiekol z Európy a pokračoval vo svojej práci v Spojených štátoch v spoločnosti Union Carbide Company a neskôr na americkom baníckom úrade. Do tejto doby zmenil redukčné činidlo z vápnika na kov horečnatý. Spoločnosť Kroll je teraz uznávaná ako otec moderného titánového priemyslu a proces Kroll je základom pre najaktuálnejšiu výrobu titánu.
Štúdia amerických leteckých síl, ktorá sa uskutočnila v roku 1946, dospela k záveru, že zliatiny na báze titánu sú inžinierskymi materiálmi, ktoré sú potenciálne veľmi dôležité, pretože vznikajúcu potrebu vyšších pomerov pevnosti k hmotnosti v štruktúrach prúdových lietadiel a motoroch nebolo možné účinne uspokojiť oceľou ani hliníkom, V dôsledku toho ministerstvo obrany poskytlo výrobné stimuly na začatie výroby titánu v roku 1950. Podobná priemyselná kapacita bola založená v Japonsku, ZSSR a vo Veľkej Británii. Potom, čo tento impulz poskytol letecký priemysel, pohotová dostupnosť kovu dala vzniknúť príležitostiam pre nové aplikácie na iných trhoch, ako sú chemické spracovanie, medicína, výroba energie a spracovanie odpadu.
rudy
Titán je štvrtý najrozšírenejší stavebný kov na Zemi, ktorý prevyšujú iba hliník, železo a horčík. Spracovateľné ložiská nerastných surovín sú rozptýlené po celom svete a zahŕňajú lokality v Austrálii, Spojených štátoch amerických, Kanade, Južnej Afrike, Sierra Leone, na Ukrajine, v Rusku, Nórsku, Malajzii a niekoľkých ďalších krajinách.
Že prevládajúcim minerály sú rutil, čo je asi 95 percent oxidu titaničitého (TiO 2), a ilmenit (FeTiO 3), ktorý obsahuje 50 až 65 percent TiO 2. Tretím minerálom, leukoxénom, je zmena ilmenitu, z ktorej bola časť železa prirodzene vylúhovaná. Nemá žiadny špecifický obsah titánu. Minerály titánu sa vyskytujú v aluviálnych a sopečných formáciách. Vklady obvykle obsahujú 3 až 12 percent ťažkých minerálov, ktoré pozostávajú z ilmenitu, rutilu, leukoxénu, zirkónu a monazitu.
