Titan Smelting Verfahren
Das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Titanmetall ist hauptsächlich Rutil, das mehr als 96% TiO 2 enthält. In Ländern ohne Rutil, wie in der Sowjetunion, wird "Titanschlacke" aus Ilmenit verwendet, die etwa TiO 20% enthält. Aufgrund des Anstiegs des natürlichen Rutils sind die Reserven rückläufig. Länder neigen dazu, Ilmenit zu verwenden, um Titan-reiche Materialien, nämlich Hoch-Titanschlacke und synthetisches Rutil herzustellen.
Titan wurde 1791 entdeckt, aber das erste Mal wurde reines Titan 1910 hergestellt, und die Mitte erlebte mehr als hundert Jahre. Der Grund ist: Titan ist bei hohen Temperaturen sehr lebhaft und lässt sich sehr gut mit Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und anderen Elementen kombinieren. Es erfordert sehr harte Bedingungen, um reines Titan zu extrahieren.
Industriell wird Schwefelsäure verwendet, um Ilmenit zu zersetzen, um Titandioxid herzustellen, und Titandioxid wird verwendet, um Titanmetall zu erhalten. Gemahlen Ilmenit konzentrierte Schwefelsäure (Konzentrat), die folgenden chemischen Reaktionen:
Titan wurde 1791 entdeckt, aber das erste Mal wurde reines Titan 1910 hergestellt, und die Mitte erlebte mehr als hundert Jahre. Der Grund ist: Titan ist bei hohen Temperaturen sehr lebhaft und lässt sich sehr gut mit Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und anderen Elementen kombinieren. Es erfordert sehr harte Bedingungen, um reines Titan zu extrahieren.
Industriell wird Schwefelsäure verwendet, um Ilmenit zu zersetzen, um Titandioxid herzustellen, und Titandioxid wird verwendet, um Titanmetall zu erhalten. Gemahlen Ilmenit konzentrierte Schwefelsäure (Konzentrat), die folgenden chemischen Reaktionen:
FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4 ==Fe2(SO4)3+3H2O
Um die Verunreinigung Fe2(SO4)3, werden Eisenspäne hinzugefügt,, Fe3+ ist reduziert auf Fe2+, und die Lösung wird dann auf unter 273 K abgekühlt, so dass FeSO4 · 7H2O (grünes Chinon) als Nebenprodukt auskristallisiert.
The Ti(SO4)2 and TiOSO4 Wasser fällte einen weißen Metatitansäure-Niederschlag aus. Die Reaktion war:
Das künstlich hergestellte BaTiO3 hat eine hohe Dielektrizitätskonstante, und der daraus hergestellte Kondensator hat eine größere Kapazität und, was noch wichtiger ist, das BaTiO3 hat eine bemerkenswerte "piezoelektrische Leistung". Wenn der Kristall unter Druck steht, wird er Elektrizität erzeugen. Sobald es aktiviert ist, wird es seine Form ändern. Die Leute legen es in eine Ultraschallwelle und wenn es unter Druck steht, erzeugt es einen Strom. Durch Messen der Stärke des Stroms kann die Intensität der Ultraschallwelle gemessen werden. Es wird in fast allen Ultraschallinstrumenten verwendet. Mit der Entwicklung und Verwendung von Titanaten wird es zunehmend zur Herstellung von nichtlinearen Komponenten, dielektrischen Verstärkern, Computerspeichervorrichtungen, Mikrokondensatoren, Galvanisierungsmaterialien, Luftfahrtmaterialien, ferromagnetischen Materialien, Halbleitermaterialien, optischen Instrumenten, Reagenzien usw. verwendet.
Die hervorragenden Eigenschaften von Titan, Titanlegierungen und Titanverbindungen machen Menschen dringend notwendig. Die hohen Produktionskosten begrenzen jedoch die Anwendung.
Wir glauben, dass in naher Zukunft, mit der kontinuierlichen Verbesserung und Verbesserung der Titanschmelztechnologie, der Einsatz von Titan, Titanlegierungen und Titanverbindungen weiter entwickelt wird.
Titanprodukte:
Titan und Titanlegierungen sind extrem wichtige Leichtbaumaterialien und haben sehr wichtige Anwendungswerte und breite Einsatzmöglichkeiten in Bereichen wie der Luftfahrt, der Luft- und Raumfahrt, der Fahrzeugtechnik und der Biomedizintechnik.
Typ: Titaniodid, industriell reines Titan, α-Typ-Titan, β-Typ-Titan, α + β-Typ-Titan
Um die Verunreinigung Fe2(SO4)3, werden Eisenspäne hinzugefügt,, Fe3+ ist reduziert auf Fe2+, und die Lösung wird dann auf unter 273 K abgekühlt, so dass FeSO4 · 7H2O (grünes Chinon) als Nebenprodukt auskristallisiert.
The Ti(SO4)2 and TiOSO4 Wasser fällte einen weißen Metatitansäure-Niederschlag aus. Die Reaktion war:
Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4
TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4
Calcinierte Metatitansäure wird hergestellt Titandioxid:
H2TiO3== TiO2+H2O
Titanmetall wird industriell hergestellt und Titantetrachlorid wird durch ein thermisches Reduktionsverfahren reduziert. Mischen Sie TiO2 (oder natürliches Rutil) und Kohlepulver zu 1000 ~ 1100K. Chlorierungsbehandlung und die daraus resultierende TiCl4, Dampfkondensation.
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
Reduzieren von TiCl4 mit geschmolzenem Magnesium in Argon bei 1070 K ergibt porösen Titanschwamm:
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
Dieser Titanschwamm wird zerkleinert und in einen Vakuum-Lichtbogenofen gegeben, um geschmolzen und schließlich zu einer Vielzahl von Titanmaterialien verarbeitet zu werden.
Es kann auch die Reaktion passieren: Ti+2CI2=TiCI4
TiCI4 erhalten durch eine hohe Temperatur (etwa 1250 ° C), wo Zersetzung: TiCI4=Ti+2CI2
Dadurch erhält man eine Titanstange.
Eigenschaften und Verwendungen von Titan und Titanlegierungen
Reintitan ist ein silberweißes Metall mit vielen hervorragenden Eigenschaften. Die Dichte von Titan beträgt 4,54 g / cm3, das ist 43% leichter als Stahl. Etwas schwerer als Magnesium. Die mechanische Festigkeit entspricht in etwa der von Stahl, der doppelt so groß wie Aluminium und fünfmal größer als Magnesium ist. Titan ist beständig gegen hohe Temperaturen und hat einen Schmelzpunkt von 1942K, was fast 1000K höher als Gold und fast 500K höher als Stahl ist.
Titan ist ein chemisch aktiveres Metall. Wenn es erhitzt wird, kann es mit Nichtmetall wie O2, N2, H2, S und Halogen arbeiten. Bei Raumtemperatur bildet sich jedoch leicht ein sehr dünner und dichter Oxidschutzfilm auf der Titanoberfläche, der der Einwirkung starker Säuren oder sogar Königswasser widerstehen kann und eine starke Korrosionsbeständigkeit aufweist. Daher werden Metalle im Allgemeinen in Säure-, Alkali- und Salzlösungen erodiert, während Titan sicher ist.
Flüssiges Titan kann fast alle Metalle lösen und daher mit vielen Metallen legiert werden. Titanstahl aus Titan zu Stahl hinzugefügt ist hart und elastisch. Titan und Metalle Al, Sb, Be, Cr, Fe usw. bilden interstitielle Verbindungen oder intermetallische Verbindungen.
Titanium-Flugzeuge haben das gleiche Gewicht wie Flugzeuge aus anderen Metallen, aber mehr als 100 Passagiere. Das U-Boot, das hergestellt wird, kann nicht nur Seewasserkorrosion widerstehen, sondern widersteht auch Tiefdruck. Seine Tauchtiefe ist 80% höher als die von U-Booten aus Edelstahl. Zur gleichen Zeit ist Titan nicht magnetisch und wird nicht von Minen entdeckt. Es hat eine gute Anti-Monitoring-Wirkung.
Calcinierte Metatitansäure wird hergestellt Titandioxid:
H2TiO3== TiO2+H2O
Titanmetall wird industriell hergestellt und Titantetrachlorid wird durch ein thermisches Reduktionsverfahren reduziert. Mischen Sie TiO2 (oder natürliches Rutil) und Kohlepulver zu 1000 ~ 1100K. Chlorierungsbehandlung und die daraus resultierende TiCl4, Dampfkondensation.
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
Reduzieren von TiCl4 mit geschmolzenem Magnesium in Argon bei 1070 K ergibt porösen Titanschwamm:
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
Dieser Titanschwamm wird zerkleinert und in einen Vakuum-Lichtbogenofen gegeben, um geschmolzen und schließlich zu einer Vielzahl von Titanmaterialien verarbeitet zu werden.
Es kann auch die Reaktion passieren: Ti+2CI2=TiCI4
TiCI4 erhalten durch eine hohe Temperatur (etwa 1250 ° C), wo Zersetzung: TiCI4=Ti+2CI2
Dadurch erhält man eine Titanstange.
Eigenschaften und Verwendungen von Titan und Titanlegierungen
Reintitan ist ein silberweißes Metall mit vielen hervorragenden Eigenschaften. Die Dichte von Titan beträgt 4,54 g / cm3, das ist 43% leichter als Stahl. Etwas schwerer als Magnesium. Die mechanische Festigkeit entspricht in etwa der von Stahl, der doppelt so groß wie Aluminium und fünfmal größer als Magnesium ist. Titan ist beständig gegen hohe Temperaturen und hat einen Schmelzpunkt von 1942K, was fast 1000K höher als Gold und fast 500K höher als Stahl ist.
Titan ist ein chemisch aktiveres Metall. Wenn es erhitzt wird, kann es mit Nichtmetall wie O2, N2, H2, S und Halogen arbeiten. Bei Raumtemperatur bildet sich jedoch leicht ein sehr dünner und dichter Oxidschutzfilm auf der Titanoberfläche, der der Einwirkung starker Säuren oder sogar Königswasser widerstehen kann und eine starke Korrosionsbeständigkeit aufweist. Daher werden Metalle im Allgemeinen in Säure-, Alkali- und Salzlösungen erodiert, während Titan sicher ist.
Flüssiges Titan kann fast alle Metalle lösen und daher mit vielen Metallen legiert werden. Titanstahl aus Titan zu Stahl hinzugefügt ist hart und elastisch. Titan und Metalle Al, Sb, Be, Cr, Fe usw. bilden interstitielle Verbindungen oder intermetallische Verbindungen.
Titanium-Flugzeuge haben das gleiche Gewicht wie Flugzeuge aus anderen Metallen, aber mehr als 100 Passagiere. Das U-Boot, das hergestellt wird, kann nicht nur Seewasserkorrosion widerstehen, sondern widersteht auch Tiefdruck. Seine Tauchtiefe ist 80% höher als die von U-Booten aus Edelstahl. Zur gleichen Zeit ist Titan nicht magnetisch und wird nicht von Minen entdeckt. Es hat eine gute Anti-Monitoring-Wirkung.
Titan hat "probiotische" Eigenschaften. Im menschlichen Körper widersteht es der Korrosion von Sekreten und ist ungiftig und passt sich jeder Sterilisationsmethode an. Daher ist es weit verbreitet bei der Herstellung von medizinischen Geräten. Künstliches Hüftgelenk, Kniegelenk, Schultergelenk, Hypochondriakgelenk, Schädel, aktive Herzklappe, Knochenfixationsklammer. Wenn neue Muskelfasern um diese "Titanknochen" gewickelt werden, beginnen diese Titanknochen normale menschliche Aktivitäten aufrechtzuerhalten.
Titan ist im menschlichen Körper weit verbreitet und sein normaler menschlicher Körpergehalt überschreitet nicht 15 mg pro 70 kg Körpergewicht. Der Effekt ist noch nicht klar. Es wurde jedoch gezeigt, dass Titan Phagozyten stimuliert und die Immunität erhöht.
Titanverbindungen und Anwendungen
Wichtige Titanverbindungen sind Titandioxid (TiO2), Titantetrachlorid (TiCl4) und Bariumtitanat (BaTiO3). Reines Titandioxid ist ein weißes Pulver und ist ein ausgezeichnetes weißes Pigment unter dem Handelsnamen "Titandioxid". Es verbindet die Deckeigenschaften von Bleiweiß (BaTiO3) mit den lang anhaltenden Eigenschaften von Zinkweiß (ZnO). Daher fügen Leute Titandioxid oft in Farbe hinzu, um eine hochwertige weiße Farbe zu erzeugen; In der Papierindustrie als Füllstoff zum Zellstoff hinzugefügt; Als Mattierungsmittel für Chemiefasern in der Textilindustrie; In der Glas-, Keramik-, Emaille-Industrie als Zusatzstoff, um seine Leistung zu verbessern; Verwendet als Katalysator in vielen chemischen Reaktionen. Heute, während die chemische Industrie wächst, haben Titandioxid und Titanverbindungen einen hohen Mehrwert als Feinchemikalien, und die Aussichten sind sehr attraktiv.
Titantetrachlorid ist eine farblose Flüssigkeit; Schmelzpunkt 250 K, Siedepunkt 409 K, stechender Geruch. Es wird leicht in Wasser oder in feuchter Luft hydrolysiert, wobei viel weißer Rauch emittiert wird.
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
Daher wird TiCl4 als künstliches Aerosol im Militär eingesetzt und wird in der Seekriegsführung eingesetzt. In der Landwirtschaft nutzen Menschen den dichten Nebel aus TiCl4, um den Wärmeverlust in der Nacht zu reduzieren und Gemüse und Feldfrüchte vor den Gefahren von Kälte und Frost zu schützen.
Schmelzen von TiO 2 und BaCO 3, um meta-Titan-Titanat zu erhalten:
TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2Titan ist im menschlichen Körper weit verbreitet und sein normaler menschlicher Körpergehalt überschreitet nicht 15 mg pro 70 kg Körpergewicht. Der Effekt ist noch nicht klar. Es wurde jedoch gezeigt, dass Titan Phagozyten stimuliert und die Immunität erhöht.
Titanverbindungen und Anwendungen
Wichtige Titanverbindungen sind Titandioxid (TiO2), Titantetrachlorid (TiCl4) und Bariumtitanat (BaTiO3). Reines Titandioxid ist ein weißes Pulver und ist ein ausgezeichnetes weißes Pigment unter dem Handelsnamen "Titandioxid". Es verbindet die Deckeigenschaften von Bleiweiß (BaTiO3) mit den lang anhaltenden Eigenschaften von Zinkweiß (ZnO). Daher fügen Leute Titandioxid oft in Farbe hinzu, um eine hochwertige weiße Farbe zu erzeugen; In der Papierindustrie als Füllstoff zum Zellstoff hinzugefügt; Als Mattierungsmittel für Chemiefasern in der Textilindustrie; In der Glas-, Keramik-, Emaille-Industrie als Zusatzstoff, um seine Leistung zu verbessern; Verwendet als Katalysator in vielen chemischen Reaktionen. Heute, während die chemische Industrie wächst, haben Titandioxid und Titanverbindungen einen hohen Mehrwert als Feinchemikalien, und die Aussichten sind sehr attraktiv.
Titantetrachlorid ist eine farblose Flüssigkeit; Schmelzpunkt 250 K, Siedepunkt 409 K, stechender Geruch. Es wird leicht in Wasser oder in feuchter Luft hydrolysiert, wobei viel weißer Rauch emittiert wird.
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
Daher wird TiCl4 als künstliches Aerosol im Militär eingesetzt und wird in der Seekriegsführung eingesetzt. In der Landwirtschaft nutzen Menschen den dichten Nebel aus TiCl4, um den Wärmeverlust in der Nacht zu reduzieren und Gemüse und Feldfrüchte vor den Gefahren von Kälte und Frost zu schützen.
Schmelzen von TiO 2 und BaCO 3, um meta-Titan-Titanat zu erhalten:
Das künstlich hergestellte BaTiO3 hat eine hohe Dielektrizitätskonstante, und der daraus hergestellte Kondensator hat eine größere Kapazität und, was noch wichtiger ist, das BaTiO3 hat eine bemerkenswerte "piezoelektrische Leistung". Wenn der Kristall unter Druck steht, wird er Elektrizität erzeugen. Sobald es aktiviert ist, wird es seine Form ändern. Die Leute legen es in eine Ultraschallwelle und wenn es unter Druck steht, erzeugt es einen Strom. Durch Messen der Stärke des Stroms kann die Intensität der Ultraschallwelle gemessen werden. Es wird in fast allen Ultraschallinstrumenten verwendet. Mit der Entwicklung und Verwendung von Titanaten wird es zunehmend zur Herstellung von nichtlinearen Komponenten, dielektrischen Verstärkern, Computerspeichervorrichtungen, Mikrokondensatoren, Galvanisierungsmaterialien, Luftfahrtmaterialien, ferromagnetischen Materialien, Halbleitermaterialien, optischen Instrumenten, Reagenzien usw. verwendet.
Die hervorragenden Eigenschaften von Titan, Titanlegierungen und Titanverbindungen machen Menschen dringend notwendig. Die hohen Produktionskosten begrenzen jedoch die Anwendung.
Wir glauben, dass in naher Zukunft, mit der kontinuierlichen Verbesserung und Verbesserung der Titanschmelztechnologie, der Einsatz von Titan, Titanlegierungen und Titanverbindungen weiter entwickelt wird.
Titanprodukte:
Titan und Titanlegierungen sind extrem wichtige Leichtbaumaterialien und haben sehr wichtige Anwendungswerte und breite Einsatzmöglichkeiten in Bereichen wie der Luftfahrt, der Luft- und Raumfahrt, der Fahrzeugtechnik und der Biomedizintechnik.
Typ: Titaniodid, industriell reines Titan, α-Typ-Titan, β-Typ-Titan, α + β-Typ-Titan
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