Obrada titana, ekstrakcija titana iz njegovih ruda i priprema titanovih legura ili spojeva za upotrebu u raznim proizvodima.
Titanium (Ti) je mekan, duktilni, srebrno sivi metal s talištem od 1.675 ° C (3.047 ° F). Zbog stvaranja na površini oksidnog filma koji je relativno inertan kemijski ima izvrsnu otpornost na koroziju u većini prirodnih okoliša. Uz to, lagana je, s gustoćom (4,51 grama po kubičnom centimetru) na sredini između aluminija i željeza. Njegova kombinacija male gustoće i visoke čvrstoće daje najučinkovitiji omjer čvrstoće i težine uobičajenih metala za temperature do 600 ° C (1.100 ° F).
Budući da je njegov atomski promjer sličan mnogim uobičajenim metalima, poput aluminija, željeza, kositra i vanadijuma, titanij se lako legira radi poboljšanja njegovih svojstava. Kao i željezo, metal može postojati u dva kristalna oblika: šesterokutni zatvoreni (hcp) ispod 883 ° C (1.621 ° F) i kubik (bcc) u središtu tijela, pri višim temperaturama do točke taljenja. Ovo alotropsko ponašanje i sposobnost legiranja s mnogim elementima rezultiraju legurom titana koji ima širok raspon mehaničkih i korozijskih svojstava.
Iako su titanove rude obilne, visoka reaktivnost metala s kisikom, dušikom i vodikom u zraku pri povišenim temperaturama zahtijeva komplicirane, a samim tim i skupe postupke proizvodnje i proizvodnje.
Povijest
Titanijsku rudu prvi je put otkrio 1791. godine u pijesku Cornish engleski engleski sveštenik William Gregor. Stvarnu identifikaciju oksida napravio je nekoliko godina kasnije njemački kemičar MH Klaproth. Klaproth je metalnom sastojku ovog oksida dao ime titan, po Titanima, velikanima grčke mitologije.
Čisti metalni titan prvi je proizvodio MA Hunter s Politehničkog instituta Rensselaer (Troy, New York, SAD) ili u suradnji s General Electric Company. Ovi su istraživači vjerovali da ima titan talište od 6.000 ° C (10.800 ° F) te je stoga bio kandidat za žarulje sa žarnom niti, ali kad je Hunter proizveo metal s talištem bližim 1.800 ° C (3.300 ° F), napor je bio napušten. Unatoč tome, Hunter je naznačio da metal ima određenu duktilnost, a njegov postupak dobivanja reakcijom tetraklorida titana (TiCl 4) s natrijem u vakuumu kasnije je komercijaliziran i danas je poznat kao Hunter postupak. Metal značajne duktilnosti proizveli su 1925. nizozemski znanstvenici AE van Arkel i JH de Boer, koji su distancirali titanov tetraiodid na vruću žarulju u evakuiranoj staklenoj žarulji.
Godine 1932. William J. Kroll iz Luksemburga proizveo je značajne količine duktilnog titana kombinirajući TiCl 4 s kalcijem. Do 1938. Kroll je proizveo 20 kilograma (50 kilograma) titana i uvjeren je da ima izvrsna svojstva korozije i čvrstoće. Na početku Drugog svjetskog rata pobjegao je iz Europe i nastavio svoj rad u Sjedinjenim Američkim Državama u Union Carbide Company, a kasnije i u američkom Rudarskom uredu. Do tada je promijenio redukcijsko sredstvo iz kalcija u magnezij metal. Kroll je sada prepoznat kao otac moderne industrije titana, a Kroll postupak je osnova za najaktuelniju proizvodnju titana.
Studija ratnog zrakoplovstva SAD-a provedena 1946. zaključila je da su legure na bazi titana tehnički materijali od potencijalno velike važnosti, budući da je nastala potreba za većim omjerom snage i težine u strukturama zrakoplovnih motora i motora ne mogla se učinkovito zadovoljiti ni čelik ni aluminij, Kao rezultat toga, Ministarstvo obrane pružilo je poticaje proizvodnji za pokretanje industrije titana 1950. Slični industrijski kapaciteti osnovani su u Japanu, SSSR-u i Velikoj Britaniji. Nakon što je ovaj zamah dala zrakoplovna industrija, spremna dostupnost metala stvorila je prilike za nove primjene na drugim tržištima, poput kemijske obrade, medicine, proizvodnje energije i postupanja s otpadom.
rude
Titan je četvrti najzastupljeniji strukturni metal na Zemlji koji ga premašuju samo aluminij, željezo i magnezij. Izvodljiva nalazišta minerala raspodijeljena su širom svijeta i uključuju lokacije u Australiji, Sjedinjenim Državama, Kanadi, Južnoj Africi, Sijera Leoneu, Ukrajini, Rusiji, Norveškoj, Maleziji i nekoliko drugih zemalja.
Prevladavajući minerali su rutilni, a to je oko 95 posto titanovog dioksida (TiO 2) i ilmenit (FeTiO 3), koji sadrži 50 do 65 posto TiO 2. Treći mineral, leukoksen, je promjena ilmenita iz kojeg je prirodno izlučen dio željeza. Nema specifičan sadržaj titana. Minerali titana javljaju se u aluvijalnim i vulkanskim formacijama. Depoziti obično sadrže između 3 i 12 posto teških minerala koji se sastoje od ilmenita, rutila, leukoksena, cirkona i monazita.
