티타늄 제련

티타늄 금속 생산의 원료는 주로 96% 이상의 TiO2를 함유한 금홍석입니다. 소련과 같은 루틸 광석이 부족한 국가에서는 약 90%의 TiO2를 함유한 "고티타늄 슬래그"로 만든 일메나이트를 사용합니다. 최근에는 천연 루타일의 가격이 낮아지고 매장량이 감소함에 따라 국가에서는 티타늄이 풍부한 재료로 만들어진 티탄나이트, 즉 고티타늄 슬래그와 인공 루타일을 사용하는 경향이 있습니다.

티타늄은 1791년에 발견됐지만 처음으로 순수한 티타늄을 만든 것은 백년이 넘는 세월의 중반인 1910년이다. 그 이유는 티타늄이 고온에서 매우 활동적이며 산소, 질소, 탄소 및 기타 원소와 결합하기 쉽기 때문입니다. 순수한 티타늄을 추출하려면 매우 가혹한 조건이 필요합니다.

업계에서는 일반적으로 티타늄 금속 티타늄의 일메나이트 이산화티타늄, 이산화티타늄의 황산 분해를 사용합니다. 분쇄된 일메나이트(농축물)를 농축 황산 처리하면 다음과 같은 화학 반응이 발생합니다.

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

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

FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O

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

불순물 Fe2(SO4)3를 제거하기 위해 철분을 첨가하고 Fe3+를 Fe2+로 환원시킨 다음 용액을 273K 이하로 냉각시켜 FeSO4-7H2O를 허용합니다. (녹색 명반) 부산물로 결정화됩니다.

Ti(SO4)2와 TiOSO4의 가수분해로 인해 흰색 메타티타네이트 침전물이 침전되었으며, 반응은 다음과 같습니다.

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

TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4

이산화티타늄은 메타티탄산을 단조하여 생산됩니다.

H2TiO3 == TiO2+H2O

사염화티타늄을 줄이기 위해 금속열환원법을 사용하여 티타늄 금속을 산업적으로 생산합니다. TiO2(또는 천연 금홍석)과 숯가루 혼합물을 1000~1100K로 가열하여 염소화하고 TiCl4를 생성시켜 증기응결을 일으킨다.

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

1070K에서 아르곤에 용해된 마그네슘을 사용하여 TiCl4를 환원하면 다공성 티타늄 스폰지가 생성됩니다.

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

이 티타늄 스폰지를 진공 아크로에서 분쇄하고 녹여 최종적으로 다양한 티타늄 소재로 만듭니다.

반응하는 것도 가능합니다: Ti+2I2=TiI4

얻은 TiI4는 고온(약 1250도)에서 분해됩니다.

TiI4=Ti+2I2

그 결과 순수한 티타늄 막대가 생성됩니다.

티타늄 및 티타늄 합금의 특성 및 용도

순수 티타늄은 은백색 금속으로 많은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 티타늄의 밀도는 4.54g/cm3로 강철보다 43% ​​가볍고, 유명한 경금속 마그네슘보다 약간 무겁습니다. 기계적 강도는 강철과 비슷하고 알루미늄의 2배, 마그네슘의 5배입니다. 티타늄은 녹는점 1942K로 금보다 거의 1000K 높고 강철보다 거의 500K 더 높은 고온에 강합니다.

티타늄은 금속의 보다 활성적인 화학적 특성에 속합니다. O2, N2, H2, S 및 할로겐 및 기타 비금속 역할로 가열될 때. 그러나 실온에서 티타늄 표면은 치밀한 산화물 보호막의 매우 얇은 층을 생성하기 쉽고 강산의 역할과 심지어 왕수에도 저항할 수 있어 강한 내식성을 나타냅니다. 그러므로 산, 알칼리, 염 용액 속의 일반 금속은 구멍이 가득 차게 되어 티타늄은 안전하고 건전합니다.

액체 티타늄은 거의 모든 금속을 용해할 수 있으므로 다양한 금속과 합금을 형성할 수 있습니다. 강철에 티타늄을 첨가하면 단단하고 유연한 티타늄강이 탄생합니다. 티타늄 및 금속 Al, Sb, Be, Cr, Fe 등을 사용하여 갭필 화합물 또는 금속간 화합물을 생성합니다.

티타늄 합금으로 만든 항공기는 다른 금속보다 100명 이상의 승객이 탑승할 수 있는 동일한 무게의 항공기로 만들어졌습니다. 잠수함으로 제작되어 해수 부식에 강할 뿐만 아니라 심해압에도 강해 스테인리스강 잠수함보다 잠수 깊이가 80% 증가했습니다. 동시에 티타늄은 비자성이며 광산에서 발견되지 않으며 매우 우수한 보호 방지 역할을 합니다.

티타늄에는 "프로바이오틱스" 섹스가 있습니다. 인체에서는 분비물 부식에 강하고 무독성이며 모든 멸균 방법에 적응할 수 있습니다. 따라서 의료 장비 생산, 인공 고관절, 무릎 관절, 어깨 관절, 관절, 강제 관절, 두개골, 활성 심장 판막, 뼈 고정 클립 생산에 널리 사용됩니다. 새로운 근섬유 고리가 이러한 "티타늄 뼈"를 감싸면 이러한 티타늄 뼈가 인체의 정상적인 활동을 유지하기 시작합니다.

티타늄은 인체 내에 널리 분포되어 있으며, 정상적인 인체 함량은 체중 70kg당 15mg을 넘지 않으며 그 역할은 아직 불분명합니다. 그러나 티타늄은 식세포를 자극할 수 있어 면역력의 역할이 확인됐다.

티타늄 화합물 및 용도

중요한 티타늄 화합물에는 이산화티타늄(TiO2), 사염화티타늄(TiCl4) 및 메타티탄산바륨(BaTiO3)이 포함됩니다.

순수한 이산화티타늄은 백색분말로서 우수한 백색안료로서 상품명 "이산화티타늄"이다. 납백색(PbCO3)의 피복 성능과 아연백색(ZnO)의 지속 성능을 모두 갖췄습니다. 따라서 사람들은 종종 고급 흰색 페인트로 만든 페인트에 이산화티타늄을 첨가합니다. 제지 산업에서는 종이 패들에 첨가되는 충전제로서; 인공 섬유의 소광제로서 섬유 산업.

섬유 산업에서는 인조 섬유의 소광제로서; 유리, 세라믹, 에나멜 산업에서 성능 향상을 위한 첨가제로 사용됩니다. 많은 화학반응에서 촉매로 사용됩니다. 오늘날 화학 산업은 점점 더 발전하고 있으며 이산화 티타늄과 티타늄 화합물은 정밀 화학 제품으로 고부가가치를 갖고 있어 전망이 매우 매력적입니다.

사염화티타늄은 무색 액체입니다. 녹는점 250K, 끓는점 409K, 흥분성 냄새 시스템. 물이나 습한 공기 속에서 가수분해되기 쉽고 흰 연기를 많이 발생시킨다.

TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl

따라서 TiCl4는 마치 해상전에서 사용되는 것처럼 군에서도 인공연막제로 사용된다. 농업에서 사람들은 TiCl4를 사용하여 짙은 안개 지대를 형성하여 밤에 땅에서 열 손실을 줄이고 야채와 작물을 추위와 서리로부터 보호합니다.

메타티탄산바륨은 TiO2와 BaCO3를 함께 녹여 만들어집니다.

TiO2+BaCO3 == BaTiO3 ten CO2-

인위적으로 생산된 BaTiO3는 유전 상수가 높고 커패시터로 구성되어 용량이 더 큽니다. 더 중요한 것은 BaTiO3가 상당한 "압전 특성"을 갖고 있다는 점입니다. 결정 압력은 전류와 전력을 생성하고 모양을 변경합니다. 사람이 초음파에 넣으면 압력을 가해 전류를 생성하고, 전류의 세기를 측정하면 초음파의 세기를 측정할 수 있다. 거의 모든 초음파 장비가 이를 사용해야 합니다. 티타네이트의 개발 및 활용으로 비선형 부품, 유전체 증폭기, 전자 컴퓨터 메모리 부품, 마이크로 커패시터, 전기 도금 재료, 항공 우주 재료, 강자성, 반도체 재료, 광학 기기 제조에 점점 더 널리 사용됩니다. , 시약 등등.

티타늄, 티타늄 합금 및 티타늄 화합물의 우수한 특성으로 인해 이에 대한 긴급한 필요성이 제기되었습니다. 그러나 높은 생산 비용으로 인해 적용이 제한되었습니다. 우리는 가까운 미래에 티타늄 제련 기술의 지속적인 개선과 향상으로 티타늄, 티타늄 합금 및 티타늄 화합물의 응용이 더욱 발전할 것이라고 믿습니다.

티타늄 제품:

티타늄 및 티타늄 합금은 항공, 항공우주, 차량 공학, 생체의학 공학 및 기타 분야에서 매우 중요한 응용 가치와 광범위한 응용 전망을 지닌 매우 중요한 경량 구조 재료입니다.

유형: 티타늄 정식화, 산업용 순수 티타늄, -타입 티타늄, -타입 티타늄, + -타입 티타늄