Zpracování titanu, extrakce titanu z jeho rud a příprava slitin nebo sloučenin titanu pro použití v různých produktech.
Titan (Ti) je měkký, tažný, stříbřitě šedý kov s teplotou tání 1675 ° C (3 047 ° F). Díky tomu, že je na svém povrchu chemicky relativně inertní oxidový film, má ve většině přírodních prostředí vynikající odolnost proti korozi. Kromě toho má nízkou hmotnost a hustotu (4,51 gramu na kubický centimetr) uprostřed mezi hliníkem a železem. Kombinace nízké hustoty a vysoké pevnosti dává nejúčinnější poměr pevnosti k hmotnosti běžných kovů pro teploty do 600 ° C (1100 ° F).
Protože je jeho atomový průměr podobný mnoha běžným kovům, jako je hliník, železo, cín a vanad, lze titan snadno vylepšit, aby se zlepšily jeho vlastnosti. Stejně jako železo může kov existovat ve dvou krystalických formách: hexagonální těsně zabalený (hcp) pod 883 ° C (1621 ° F) a krychlový kubický centimetr (bcc) při vyšších teplotách až do bodu tání. Toto allotropické chování a schopnost slitiny s mnoha prvky vedou ke slitinám titanu, které mají širokou škálu mechanických a korozivzdorných vlastností.
Ačkoli titanové rudy jsou hojné, vysoká reaktivita kovu s kyslíkem, dusíkem a vodíkem ve vzduchu při zvýšených teplotách vyžaduje komplikované a tudíž nákladné výrobní a výrobní procesy.
Dějiny
Titanová ruda byla poprvé objevena v roce 1791 v Cornish Beach Sands anglickým duchovním Williamem Gregorem. Skutečnou identifikaci oxidu provedl o několik let později německý lékárník MH Klaproth. Klaproth dal kovové složce tohoto oxidu jméno titan, po Titanech, obřích řecké mytologie.
Čistý kovový titan byl poprvé vyroben v roce 1906 nebo 1910 MA Hunterem v Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, New York, USA) ve spolupráci s General Electric Company. Tito vědci se domnívali, že titan měl bod tání 6 000 ° C (10 800 ° F), a proto byl kandidátem na žárovky s žárovkami, ale když Hunter vyrobil kov s teplotou tání blíže k 1 800 ° C (3 300 ° F), úsilí bylo opuštěno. Nicméně, Hunter se ukazují, že kov měl nějaký tažnost, a jeho způsob výroby je reakcí chloridu titaničitého (TiCl 4), s sodného za vakua byl později komerčně a je nyní známý jako proces Hunter. Kov s významnou tažností byl vyroben v roce 1925 nizozemskými vědci AE van Arkel a JH de Boerem, kteří disociovali tetrajodid titanu na horkém vláknu v evakuované skleněné baňce.
V roce 1932 William J. Kroll Luxembourg, způsobil významné množství tvárné titanu kombinací TiCl 4 s vápníkem. V roce 1938 Kroll vyrobil 20 kilogramů (50 liber) titanu a byl přesvědčen, že má vynikající korozní a pevnostní vlastnosti. Na začátku druhé světové války uprchl z Evropy a pokračoval ve své práci ve Spojených státech ve společnosti Union Carbide Company a později v americkém minovém úřadu. Do této doby změnil redukční činidlo z vápníku na kovový hořčík. Kroll je nyní uznáván jako otec moderního titanového průmyslu a proces Kroll je základem pro současnou výrobu titanu.
Studie amerického letectva provedená v roce 1946 dospěla k závěru, že slitiny na bázi titanu jsou konstrukční materiály, které mají potenciálně velký význam, protože vznikající potřeba vyšších poměrů pevnosti k hmotnosti v konstrukcích proudových letadel a motorech nemohla být účinně uspokojena ani ocelí, ani hliníkem. V důsledku toho ministerstvo obrany poskytlo výrobní pobídky pro zahájení výroby titanu v roce 1950. Podobná průmyslová kapacita byla založena v Japonsku, SSSR a ve Spojeném království. Poté, co tento impuls poskytl letecký průmysl, připravená dostupnost kovu dala vzniknout příležitostem pro nové aplikace na jiných trzích, jako je chemické zpracování, medicína, výroba energie a zpracování odpadu.
Ores
Titan je čtvrtý nejhojnější strukturální kov na Zemi, překonaný pouze hliníkem, železem a hořčíkem. Zpracovatelná ložiska nerostných surovin jsou rozptýlena po celém světě a zahrnují místa v Austrálii, Spojených státech, Kanadě, Jižní Africe, Sierra Leone, na Ukrajině, v Rusku, Norsku, Malajsii a několika dalších zemích.
Že převládajícím minerály jsou rutil, což je asi 95 procent oxidu titaničitého (TiO 2), a ilmenit (FeTiO 3), který obsahuje 50 až 65 procent TiO 2. Třetí minerál, leukoxen, je změna ilmenitu, ze které byla část železa přirozeně vyluhována. Nemá žádný specifický obsah titanu. Titanové minerály se vyskytují v aluviálních a vulkanických formacích. Vklady obvykle obsahují mezi 3 a 12 procenty těžkých minerálů, které se skládají z ilmenitu, rutilu, leucoxenu, zirkonu a monazitu.
