תהליך של פלט טיטניום וסירוב לשימוש תעשייתי

מכדור הארץ למתכת: המסע התעשייתי המלא של טיטניום מפלט וסירוב

טיטניום הרוויח את המוניטין שלה כאחד מתכות החשובות ביותר בתעשייה המודרנית.עם יחס כוח-על-מנת כי פורפורציה פלדה, עמידות קורוזיה יוצאת דופן כי יריבות פלטינה, ו ביו-קופטיות שהופכת אותו אידיאלי עבור שתלים רפואיים, טיטניום הוא הכרחי על פני שטח, הגנה, עיבוד כימי, טיפול, אך למרות השפע שלו בקורם של כדור הארץ - הוא קשה ביותר, אך לא יכול להיות מפלט כימי, אך לא יכול להיות בעל השפעה גבוהה, אלא גם כן, אלא גם כן, אך לא יכול להיות בעל השפעה גבוהה, אלא גם כן, אלא גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, למנוע את החמצן, אך ורק על ידי גירוי גבוה, אך ורק על ידי שימוש באפקטים, אך ורק על ידי גירוי גרעיני, אך ורק על ידי שימוש באפקטים, אך ורק על ידי חומר נפץ, אך ורק על ידי שימוש באפקטים, אך ורק על ידי שימוש בבטיחות גבוהה, אך ורק על ידי שימוש בבטיחות גבוהה, אך ורק על ידי שימוש בבטיחות גבוהה, אך ורק על ידי שימוש באפקטים, אך לא יכול להיות בעל לחץ דם תעשייתי, אך ורק על ידי שימוש בשרירים, אך ורק על ידי שימוש באפקטים, לא יכול להיות בעל יעילות גבוהה

מקורות גאולוגיים טיטניום אור פיקדונות

טיטניום לא מתרחש כמו מתכת טהורה בטבע.במקום, הוא נמצא נעול במינרלים חד-חמצני, בעיקר rutile (TiO2) ו-ilmenite (FeTiO3). אלה מינרלים דרך תהליכים א-גנטיים ומטבוליים ומטהורפילים ומתמקדים במזג אוויר וחילורימנטציה על פני לוחות זמנים גיאולוגיים יותר.

פיקדונות עיקריים של מינרלים נושאי טיטניום נמצאים באוסטרליה, בדרום אפריקה, קנדה, נורבגיה, אוקראינה וסין.אוסטרליה היא היצרנית הגדולה בעולם של rutile, בעוד דרום אפריקה וקנדה מובילים בייצור ilmenite. אלה אוסים בדרך כלל מופקים מפקדות חול כבדות, אשר הן חוף עתיק או מערכות דונכות שבו מינרלים צפופים כבר מרוכזים על ידי גל ופעולה של כרייתות, או מסגסוגת מגנטית, או ממתכת, כולל חומרים מסגסוגת מגנטית, לאחר מכן, חומרים מסגסוגת מגנטית, או מסגסוגת מגנטית, או מסגסוגת יבשה, לאחר מכן, לאחר מכן, מינרלים אחרים, לאחר מכן, סגסוגת מגנטית, או מסגסוגת יבשה, או מסגסוגת מגנטית, או מסגסוגת מגנטית, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, או מסגסוגת מינרלים יבשה, עקב מינרלים מסגסוגת מינרלים מתוחכמות מגנטית, לאחר מכן, עקב מינרלים מתוחה, לאחר מכן, עקב מינרלים מתוחכמות מגנטית, לאחר מכן, לאחר מכן, כולל חומרים מסגסוגת מינרלים נטושה, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, מסגסוגת מינרלים מתוחכנית, לאחר מכן, מסגסוגת מינרלים צפופה, לאחר מכן, 000 מסגסוגת מינרלים מתוחה, 000 מסגסוגת

מינוס ו Beneficiation: Concentrating the Ore

הצעד הראשון בייצור טיטניום הוא כרייה את האור ושידרוג אותו לצורה המתאימה לעיבוד כימי.עבור חול כבד מינרלים, התהליך מתחיל עם דמעה, שבו דשנים צפים צוללים את החול מסלע ומשאבים אותו למפעל גלנט רטוב.שם, מתפתלים ספירליים וטבלאות רועדות משתמשים בכובד ראש כדי להפריד את המינרלים הטטניים הקלים מהסבת ולאחר מכן, הוא ממטרת אלקטרוקומית, ואז עובר לאלקטרופורמיטרימנטלוקסיד, ואז ממטרים כבדים, ומנטרטסטנטיים, ומנטרים מגנטיים, ממטרים, ומקצרים, ממטרים, ממטרים כבדים, ממטרים, ממטרים, ממטרים, ממטרים, ממטרים, ממטרים, ממטרים, ממטרים והופכים אותו לאלקטרומגנטיים והופכים אותו לאלקטרומגנטיים והופכים אותו לאלקטרומגנטיים כבדים, ממטרים והופכים אותו לאלקטרומגנטיים והופכים אותו לאלקטרומגנטיים והופכים אותו לאלקטרומגנטיים והופכים אותו למולכים, ממטרים, ממטרדים, ממטרים מינרלים מינרלים, הם ממטרדים, ממטרדים, ממטרדים,

(FLT:0) ,BeneficiationFLT:1 הוא השלב הקריטי שמשדרג את הליבידו להזנת רמה גבוהה יותר של מזון, כי לימניט מכיל ברזל, זה לא יכול להיות ניזון ישירות לתוך תהליך chlorination מבלי הראשון להסיר חלק משמעותי של פולינזית ברזל - 2 נתיבי אכילה עיקריים קיימים: תהליך Becher ותהליך הסינתטי של טיקן המכילה לאחר מכן נוזל ברזל מלא עד 90 עד 80% מכווץ עם חומצה פולית ברזל, 000 ליטרת ברזל, אשר מכיל דלקתית ברזל, 000 ליטרת ברזל, 000 ליטרת ברזל, 000 ליטרת ברזל, אשר מכיל טיקן מתאים כדי להפחית את התרופה הוא נוזל מתכתיטיסה, 000 ליטרת ברזל, 000 ליטרת חומצה פולית ברזל, 000.

תהליך ההסרה: המרת אוקסידים לצ'ורוורידים

לאחר קבלת מינון דו-חמצני ברמה גבוהה של טיטניום דו-חמצני, הצעד הבא הוא להמיר אותו ל- titanium tetrachloride (TiCl4), נוזל תנודתי שניתן לטהר על ידי דינקיה.זה מושג באמצעות תגובה כלור המבוצעת בכור מיטה נוזלי בטמפרטורות בין 900 ל-1,000 מעלות צלזיוס.האכילה מעורבת עם שמן משותף כמו סוכן חשוף לכימיקלים: התגובה הכוללת של כלור הוא לחץ דם הוא סגסוגת.

TiO2 + 2 Cl2 + 2 C , TiCl4 + 2 CO

טיטניום tetrachloride המיוצר הוא נוזל מתפתל עם נקודה רותחת של 136 מעלות צלזיוס. זה נאסף כמו vapor ו condensed. עם זאת, TiCl4 גס מכיל זיהומים כגון ברזל, וניל, סיליקון, סיליקון, ו אלומיניום chloride, אשר חייב להיות הוסר כדי למנוע זיהום של מתכת טיטניום הסופי הוא אופטימיזציה דרך סגסוגת מתכתית מינימלית או נוזל כי הם דלקת צהובה.

צעד זה הוא אנרגיה אינטנסיבית ודורש טיפול זהיר בשל הרעילות והקורוזיות של כלוריין והכלור ביניים.צמחים מודרניים משתמשים במערכות סגורות כדי לשחזר ולחזר כלור, צמצום ההשפעה הסביבתית ושיפור הכלכלה.

תהליך Kroll: התקן התעשייתי ל-Titanium Reduction

הפחתת טיטניום מתכתי מטטניום tetrachloride דורש תגובה מופחתת כי פסים הרחק את האטומים chlorine.השיט הדומיננטית עבור זה הוא FLT:0Kroll תהליך tetrachloride 1, שפותח על ידי ויליאם J. Kroll בשנות ה -40 ועדיין משמש עבור הרוב המכריע של ייצור טיטניום ברחבי העולם.

TiCl4 + 2 Mg Ti + 2 MgCl2

מגנזיום chloride (MgCl2) לוואי לוואי הוא נוזל בטמפרטורת התגובה והוא מרוקן מעת לעת מן הכור. טיטניום מתכת טפסים כמו ⁇ , ספוג כמו מסה כי ממלא את הכור. ספוג טיטניום זה יש שטח על פני השטח גבוה המכיל מגנזיום ו מגנזיום המכיל כלור כי יש להסיר לאחר מכן עיבוד שלבים.

תהליך Kroll הוא איטי ואנרגיה-intensive.כל מחזור אצווה יכול לקחת כמה ימים, ואת הכור חייב להיות מגניב, נפתח, וניקוי לאחר כל ריצה.הטבע הווה של שערי ייצור התהליך ולתרום בעלות גבוהה של titanium.D למרות עשרות שנים של מחקר, שום תהליך הפחתת מתמשך לא החליף את תהליך Kroll בקנה מידה מסחרי, למרות גרסאות באמצעות נתרן כמו תהליך הפחתת (המודול) שימש עבור יישומים מיוחדים.

Vacuum Distillation: Purifying the Titanium Sponge

לאחר שלב ההפחתה, ספוג טיטניום מכיל 10-30% מגנזיום שאריות מגנזיום ו מגנזיום כלורריד.הזיהומים האלה חייבים להסיר כדי לייצר מוצר שניתן לשווקו.השיטה הסטנדרטית היא FLT:0vacuum distillation (ראה: 10LT:1), שבו הספוג מחומם ל-900-1,000 מעלות צלזיוס בוואקום, מגנזיום ו chloride evavacuumretareme הם ימים קרירים ועלולים לקחת לחץ גבוה על פני השטח.

שיטה חלופית להסרת זיהומים היא FLT:0 ⁇ ⁇ 1:1, שבו הספוג הוא מחץ ו מטופלים עם חומצה הידרוכלורית dilute כדי לפזר את תרכובות מגנזיום השונה. בעוד מהר יותר ופחות הון מאשר זיקוק אבק, חומצה חומצית מציגה מימן לתוך ספוג טיטניום, אשר חייב להיות הוסר על ידי ריקלינג לאחר מכן של ריקלינג ולהפחית את הבחירה בין הספוגה באיכות הרצויה על ידי ניקוי.

מלטינג ו-Alloying: Convert Sponge into Ingots

ספוג טיטניום מטוהר עדיין לא מוכן לשימוש תעשייתי.זה הוא מסה נחושת, מתפתל כי יש לאחד לתוך ספוגים צפופים, הומוגניים המתאימים לזייף, מתגלגל או extrusion. זה קונסולה זו מושגת באמצעות התכה, בדרך כלל באמצעות מפולת מים מוצקה, כאשר הוא מואץ 'שלמת', עם סגסוגת אלקטרו-פולנית, הוא סגסוגת עם כל סגסוגת ספוגה, ספוגה, בדרך כלל עם סגסוגת סגסוגת ספוגה, ספוגה, סגסוגת חשמלית ספוגה, ספוגה, סגסוגת סגסוגת ספוגה, ספוגה, סגסוגת סגסוגת סגסוגת ספוגה, בדרך כלל ספוגה, ספוגה, ספוגה, סגסוגת ספוגה, ספוגה, סגסוגת סגסוגת ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הסביבה של הריק היא חיונית.טיטאניום הוא מאוד תגובתי עם חמצן וחנקן בטמפרטורות גבוהות, ולכן יש לבצע התכה באבק כדי למנוע זיהום.הוואקום גם מסיר גזים מתמוססים כגון מימן וזיהומים תנודתיים.לאחר ההמיס הראשון, האינדיגוט הוא לעתים קרובות remeled a Second Time (dble VAR) כדי לשפר את ההומוגניות הכימית ולבטל פגמים תובעניים ביותר - כמו מנוע D-Ficicicericericicicicicicicicericeric) יכול להיות יעיל ביותר:

התפקיד של Alloying Elements

טיטניום טהור יש התנגדות קורוזיה טובה ו ביו-תחרות, אבל תכונות מכניות שלה יכול להיות משופר באופן משמעותי על ידי ⁇ . ⁇ טיטניום הנפוץ ביותר הוא Ti-6Al-4V ( המכיל 6% אלומיניום ו-4% וניל), אשר מהווה כמעט מחצית מכל רכיבי טיטניום המיוצרים.זה אלפא-בטה מציעה איזון מצוין של כוח, קשיחות, ונוכלות אחרת.

בקרת איכות ובדיקה חומרית

ייצור טיטניום כרוך בשליטה איכותית קפדנית בכל שלב.הרכב הכימי של האינדיגו האחרון מאומת על ידי ניתוח ספקטרוסקופי, ותוכן גז - במיוחד חמצן, חנקן ומימן - נמדד באמצעות טכניקות היתוך גז אינרטי.תוכן חמצן הוא קריטי במיוחד כי אפילו עלייה קטנה בחמצן להעלות באופן דרמטי את הכוח אבל להפחית את הניקודיות של טיטניום.

בדיקות מכניות מבוצעות על דגימות מכל אי-אגו כדי לאשר את כוח ה- Tenile, כוח התשואות, הארכה, והפחתת האזור.בדיקה אולטרה-סאונד משמש לזיהוי ריקנים פנימיים, סדקים או הכללות שיכולים להתפשר על ביצועי מטוסים רוטטים, כל אחד מהם עובר 100% בדיקות קוליות ברמות רגישות מסוגלות לזהות פגמים קטנים כמו 0.4 מ"מ קוטר.

דרישות תעשייתיות וביקוש בשוק

התכונות של טיטניום - משקל אור, כוח גבוה, התנגדות קורוזיה יוצאת דופן, ו ביו-קומופטיות - להפוך אותו לחסר במספר תעשיות מפתח.

(FLT:0)AerospaceveFLT:1 הוא השוק הגדול ביותר עבור טיטניום, צריכת כ 60% של ייצור גלובלי.טיניום ⁇ משמשים במסגרות אוויר, ציוד נחיתה, רכיבי מנוע, ו- Fasteners.הבואינג 787 ו- Airbus A350 משתמשים גם ברכיבי טיטניום עבור חלקים מבניים קריטיים בשל יכולת לעמוד בלחץ הטיסה תוך צמצום משקל כולל במטוסים.

(FLT:0Medical DevicesofFLT:1) מייצג שוק ערכי גבוה נוסף. ביו-קו-התאמה של טיטניום פירושה שהגוף האנושי אינו דוחה אותו, ויכולתו להתחבר עם העצם (osseointegration) הופכת אותו אידיאלי עבור הירך והחלפת הברך, השתלים שיניים ותיקון ספין-מידה של תקן ה- AStanium סטנדרטי ASTM Fspecies-Edowthal, אשר דורש גמישות ו-Digitalativeity (Altraative Retrath) ל-Digitalative Anti-Digitalative Opticative Anticomapion (Digital Index) ו-HDILCIQ) ו-Digital Index to FlexiFspecies - 3.

(FLT:0Chemical עיבודFLT:1) ציוד מנצל את ההתנגדות של טיטניום לסביבות קורוזיות.החלפתרי חום, כלי לחץ, פישוט ושסתום עשויים טיטניום משמשים בצמחים המטפלים בכלורוין, חומצות ומים.תעשיית ההתפלות, במיוחד, מסתמכים על טיטניום להעברת פני פני חום מכיוון שהיא מתנגדת למים זורמים, אפילו טמפרטורות גבוהות, שם יאכטות גבוהות, יאכטות, ירכיים, שם הן ממושכות, טמפרטורות גבוהות, יאכטות גבוהות, יאכטות יאכטות ירכיים, טמפרטורות גבוהות, ירכיים, יאכטות יאכטות ירכיים, יאכטות ירכיים, ירכיים, יאכטות יאכטות יאכטות ירכיים, במיוחד, ירכיים, ירכיים, ירכיים, ירכיים, ירכיים, טמפרטורות גבוהות יאכטות יאכטות יאכטות ירכיים, ירכיים, יאכטות יאכטות יאכטות ירכיים, ירכיים, במיוחד, במיוחד, יאכטות יאכטות יאכטות יאכטות ירכיים, ירכיים ירכיים ירכיים יאכטות יאכטות יאכטות ירכיים ירכיים, במיוחד, במיוחד, ירכיים, ירכיים יאכטות יאכטות יאכטות ירכיים ירכיים ירכיים גבוהות יאכטות ירכיים ירכיים ירכיים

דרישות מתפתחות

(היישומים החדשים ממשיכים להופיע עבור טיטניום: ב-FLT:0automotiveFLT:1, מערכות ממצה טיטניום וחיבור מוטות משמשים בביצועים גבוהים וכלי רכב מירוצים כדי להפחית במשקל ולשפר את התגובה של ה-FLT:2adtive ManufacturingFLT 3D) יש אבקת טיטניום לייצור מורכב, אשר אינו יכול להיות ממריץ את כל רכיבי ה-FLT5, כולל חומרים חשמליים.

שיקולים סביבתיים וכלכליים

ייצור טיטניום יש טביעת רגל סביבתית משמעותית.תהליך הקלול הוא אנרגיה-אינסטנסיבי, צריכת כ-30-50 קילוואטה לקילוגרם של ספוג טיטניום המיוצר.השלב הכלור מייצר זרמי פסולת המכילים כלורין, אשר חייב להיות מנוהל בקפידה.אבל התעשייה עשתה התקדמות במיחזור כלור ומגנזיום, וצמחים מודרניים להשיג שיעורי גבוה של התאוששות מחדש (Ricdium) אשר דורש שימושים כגון פחמן, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, כלומר, כלומר, כמו גם שימושים יותר מאשר מגנזיום, כלומר, כלומר, כמו גם כן, כלומר, לעומת זאת, כלומר, כמו גם שימושים יותר מאשר מגנזיום, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו מגנזיום, כלומר, יעיל יותר מאשר שימושים יותר מאשר מגנזיום, כלומר, יעיל יותר מאשר שימושים יותר מאשר מגנזיום, יעיל יותר מאשר מגנזיום, יעיל יותר מאשר שימושים יותר מאשר שימושים יותר מאשר מגנזיום, כלומר, יעיל יותר מאשר מגנזיום, יעיל יותר מאשר חלבון אורגני (מחדשניים (מסוגרטיגרפיים, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, יעיל יותר מאשר שימוש ב-כך, יעיל

גורמים כלכליים גם מגבילים את ייצור טיטניום.העלות של מתקני כלור וצמצום, בשילוב עם האופי הקבוצתי של תהליך Kroll, כלומר טיטניום מיוצר בקנה מידה קטן יחסית בהשוואה פלדה או אלומיניום. קיבולת ייצור ספוג טיטניום גלובלית היא סביב 250,000-300,000 טון מטרי בשנה, עם סין, יפן, השקעות רוסיה וארצות הברית הן היצרנים הגדולים ביותר של ספוגים מצריכת חשמלניום, אשר יש ביקוש גבוה יותר מצריכת מטוסים חדשים של קיבולת גבוהה יותר, אשר יש קיבולת גבוהה יותר של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת גבוהה יותר של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת גבוהה יותר של קיבולת ייצור של קיבולת קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור של קיבולת ייצור קיבולת ייצור קיבולת ייצור

מחזור וקיימות

טיטניום הוא מאוד מחזורי, ואת קצב מחזור טיטניום מוערך ב 60-70% עבור יישומים תעשייתיים. Scrap titanium - כולל ספינים, בולים, ופוגג מלאי - נאסף, ניקה, ו remeled לייצר תקנות חדשות לתוך גרוטאות ממוחזר יותר ויותר. Recycling titanium דורש הרבה פחות אנרגיה מאשר ייצור של ספוגה, חומר ממוחזר יכול לשמש יישומים רבים ללא תוספת של תעשיית פחמן.

מחקר אל חלופות לתהליך Kroll ממשיך: תהליך קיימברידג '0FFC קיימברידג 'Felo1, שפותח באוניברסיטת קיימברידג ', משתמש אלקטרוליטיזה מלח כדי להפחית את תחמוצת טיטניום ישירות מתכת טיטניום, עקיפה את כלור וצמצום צעדים באופן עצמאי, בעוד מבטיח, תהליך זה עדיין לא השיג בקנה מידה מסחרי.

מסקנה

המסע מ- titanium אוe כדי להשלים מתכת הוא אחד התובעניים ביותר במתכת תעשייתית.זה דורש כלור הנדסי בטמפרטורה גבוהה, צמצום אצווה עם מתכות תגובתיות, זיקוק ואקום, וצעדים רבים מרגיעים תחת פיקוח איכות קפדנית.כל שלב מוסיף עלות ומורכבות בתעשייה, אבל התוצאה היא חומר שביצועיו מצדיקים את ההשקעה הייחודית של טיטניום, כוח, קורוזיות, ותוצאה היא 15,000 פעולות יעילות מתקדמות, אם לא תהיה יעילה יותר, אם לא תהיה השפעה משמעותית של ייצור אגרסיביות, או השפעה, אם היא תוצאה של חומר שגורם לכשלוניום, או השפעה גבוהה של חומר שגורם לכשלונות גבוהה של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים מתקדמים, אם היא תוצאה של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של צמיגים של חסכוניים מתקדמים, אם זה, אם זה, אם זה, אם זה, אם זה, אם זה הופך להיות יעיל יותר, אם זה הופך להיות יעיל יותר, אם זה, אם זה, אם זה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 ביצועים מתקדמים, אם זה, 000