Metodo de fundicion de titanio
La materia prima para preparar titanio metálico es principalmente rutilo, que contiene más del 96% de TiO2. Los países que carecen de rutilo, como la Unión Soviética, utilizan "escoria de titanio" hecha de ilmenita, que contiene aproximadamente TiO 20%. Debido al aumento en el rutilo natural, las reservas están disminuyendo. Los países tienden a usar ilmenita para fabricar materiales ricos en titanio, a saber, escoria con alto contenido de titanio y rutilo sintético.
El titanio se descubrió en 1791, pero la primera vez que se produjo titanio puro en 1910, y el medio experimentó más de cien años. La razón es: el titanio es muy vivo a altas temperaturas y es muy fácil combinarlo con oxígeno, nitrógeno, carbono y otros elementos. Se necesitan condiciones muy duras para extraer titanio puro.
Industrialmente, el ácido sulfúrico se usa para descomponer la ilmenita y preparar dióxido de titanio, y el dióxido de titanio se usa para obtener titanio metálico. La tierra ilmenita concentra ácido sulfúrico (concentrado), las siguientes reacciones químicas:
El titanio se descubrió en 1791, pero la primera vez que se produjo titanio puro en 1910, y el medio experimentó más de cien años. La razón es: el titanio es muy vivo a altas temperaturas y es muy fácil combinarlo con oxígeno, nitrógeno, carbono y otros elementos. Se necesitan condiciones muy duras para extraer titanio puro.
Industrialmente, el ácido sulfúrico se usa para descomponer la ilmenita y preparar dióxido de titanio, y el dióxido de titanio se usa para obtener titanio metálico. La tierra ilmenita concentra ácido sulfúrico (concentrado), las siguientes reacciones químicas:
FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4 ==Fe2(SO4)3+3H2O
Para eliminar la impureza Fe2(SO4)3, se agregan limaduras de hierro, Fe3+ se reduce a Fe2+ y la solución se enfría a menos de 273 K, por lo que FeSO4 · 7H2O (quinona verde) se cristaliza como un subproducto .
El Ti(SO4)2 y el agua TiOSO4 precipitaron un precipitado de ácido metatitánico blanco. La reacción fue:
El BaTiO3 producido artificialmente tiene una alta constante dieléctrica, y el condensador hecho de él tiene una capacidad mayor, y más importante, el BaTiO3 tiene un notable "rendimiento piezoeléctrico". Cuando el cristal está presurizado, generará electricidad. Una vez que está energizado, cambiará su forma. Las personas lo colocan en una onda ultrasónica, y cuando está presurizado, genera una corriente. Al medir la intensidad de la corriente, se puede medir la intensidad de la onda ultrasónica. Se usa en casi todos los instrumentos ultrasónicos. Con el desarrollo y la utilización de titanatos, se utiliza cada vez más para fabricar componentes no lineales, amplificadores dieléctricos, dispositivos de memoria de computadora, microcondensadores, materiales de electrodeposición, materiales aeroespaciales, materiales ferromagnéticos, materiales semiconductores, instrumentos ópticos, reactivos, etc.
Las excelentes propiedades del titanio, las aleaciones de titanio y los compuestos de titanio hacen que las personas los necesiten urgentemente. Sin embargo, el alto costo de producción limita la aplicación.
Creemos que en el futuro cercano, con la mejora y mejora continua de la tecnología de fundición de titanio, se desarrollará aún más la aplicación de titanio, aleaciones de titanio y compuestos de titanio.
Productos de titanio:
Las aleaciones de titanio y titanio son materiales estructurales livianos extremadamente importantes y tienen valores de aplicación muy importantes y amplias perspectivas de aplicación en campos como la aviación, la industria aeroespacial, la ingeniería de vehículos y la ingeniería biomédica.
Tipo: yoduro de titanio, titanio industrial puro, titanio de tipo α, titanio de tipo β, titanio de tipo α + β
Para eliminar la impureza Fe2(SO4)3, se agregan limaduras de hierro, Fe3+ se reduce a Fe2+ y la solución se enfría a menos de 273 K, por lo que FeSO4 · 7H2O (quinona verde) se cristaliza como un subproducto .
El Ti(SO4)2 y el agua TiOSO4 precipitaron un precipitado de ácido metatitánico blanco. La reacción fue:
Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4
TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4
El ácido metatitánico calcinado se prepara con dióxido de titanio:
H2TiO3== TiO2+H2O
El metal de titanio se produce industrialmente y el tetracloruro de titanio se reduce mediante un método de reducción térmica de metales. Mezcle TiO2 (o rutilo natural) y polvo de carbón a 1000 ~ 1100K. Tratamiento de cloración y el resultado de la condensación de vapor de TiCl4.
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
La reducción de TiCl4 con magnesio fundido en argón a 1070 K produce una esponja de titanio porosa:
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
Esta esponja de titanio se tritura y se coloca en un horno de arco al vacío para ser fundida y finalmente fabricada en una variedad de materiales de titanio.
También puede pasar la reacción: Ti+2CI2=TiCI4
TiCI4 obtenido a través de una temperatura alta (alrededor de 1250 ° C) donde la descomposición: TiCI4=Ti+2CI2
De este modo, obteniendo una varilla de titanio.
Características y usos de titanio y aleaciones de titanio
El titanio puro es un metal blanco plateado que tiene muchas propiedades excelentes. La densidad del titanio es de 4.54 g / cm3, que es un 43% más ligera que el acero. Ligeramente más pesado que el magnesio. La resistencia mecánica es aproximadamente la misma que la del acero, que es dos veces más grande que el aluminio y cinco veces más grande que el magnesio. El titanio es resistente a altas temperaturas y tiene un punto de fusión de 1942 K, que es casi 1000 K más alto que el oro y casi 500 K más que el acero.
El titanio es un metal químicamente más activo. Cuando se calienta, puede funcionar con elementos no metálicos como O2, N2, H2, S y halógeno. Sin embargo, a temperatura ambiente, se forma fácilmente una película protectora de óxido muy delgada y densa en la superficie del titanio, que puede resistir la acción de ácido fuerte o incluso agua regia y exhibe una fuerte resistencia a la corrosión. Por lo tanto, en general, los metales se erosionan en soluciones ácidas, alcalinas y de sal, mientras que el titanio es seguro.
El titanio líquido puede disolver casi todos los metales y, por lo tanto, puede alearse con muchos metales. El acero de titanio hecho de titanio añadido al acero es resistente y elástico. El titanio y los metales Al, Sb, Be, Cr, Fe, etc. forman compuestos intersticiales o compuestos intermetálicos.
Los aviones fabricados en titanio tienen el mismo peso que los aviones fabricados con otros metales, pero transportan más de 100 pasajeros. El submarino que se fabrica no solo puede resistir la corrosión del agua de mar sino también resistir la presión profunda. Su profundidad sumergida es 80% más alta que la del submarino de acero inoxidable. Al mismo tiempo, el titanio no es magnético y no será descubierto por las minas. Tiene un buen efecto anti-monitoreo.
El ácido metatitánico calcinado se prepara con dióxido de titanio:
H2TiO3== TiO2+H2O
El metal de titanio se produce industrialmente y el tetracloruro de titanio se reduce mediante un método de reducción térmica de metales. Mezcle TiO2 (o rutilo natural) y polvo de carbón a 1000 ~ 1100K. Tratamiento de cloración y el resultado de la condensación de vapor de TiCl4.
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
La reducción de TiCl4 con magnesio fundido en argón a 1070 K produce una esponja de titanio porosa:
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
Esta esponja de titanio se tritura y se coloca en un horno de arco al vacío para ser fundida y finalmente fabricada en una variedad de materiales de titanio.
También puede pasar la reacción: Ti+2CI2=TiCI4
TiCI4 obtenido a través de una temperatura alta (alrededor de 1250 ° C) donde la descomposición: TiCI4=Ti+2CI2
De este modo, obteniendo una varilla de titanio.
Características y usos de titanio y aleaciones de titanio
El titanio puro es un metal blanco plateado que tiene muchas propiedades excelentes. La densidad del titanio es de 4.54 g / cm3, que es un 43% más ligera que el acero. Ligeramente más pesado que el magnesio. La resistencia mecánica es aproximadamente la misma que la del acero, que es dos veces más grande que el aluminio y cinco veces más grande que el magnesio. El titanio es resistente a altas temperaturas y tiene un punto de fusión de 1942 K, que es casi 1000 K más alto que el oro y casi 500 K más que el acero.
El titanio es un metal químicamente más activo. Cuando se calienta, puede funcionar con elementos no metálicos como O2, N2, H2, S y halógeno. Sin embargo, a temperatura ambiente, se forma fácilmente una película protectora de óxido muy delgada y densa en la superficie del titanio, que puede resistir la acción de ácido fuerte o incluso agua regia y exhibe una fuerte resistencia a la corrosión. Por lo tanto, en general, los metales se erosionan en soluciones ácidas, alcalinas y de sal, mientras que el titanio es seguro.
El titanio líquido puede disolver casi todos los metales y, por lo tanto, puede alearse con muchos metales. El acero de titanio hecho de titanio añadido al acero es resistente y elástico. El titanio y los metales Al, Sb, Be, Cr, Fe, etc. forman compuestos intersticiales o compuestos intermetálicos.
Los aviones fabricados en titanio tienen el mismo peso que los aviones fabricados con otros metales, pero transportan más de 100 pasajeros. El submarino que se fabrica no solo puede resistir la corrosión del agua de mar sino también resistir la presión profunda. Su profundidad sumergida es 80% más alta que la del submarino de acero inoxidable. Al mismo tiempo, el titanio no es magnético y no será descubierto por las minas. Tiene un buen efecto anti-monitoreo.
El titanio tiene propiedades "probióticas". En el cuerpo humano, resiste la corrosión de las secreciones y no es tóxico, se adapta a cualquier método de esterilización. Por lo tanto, es ampliamente utilizado en la fabricación de dispositivos médicos. Articulación de la cadera artificial, articulación de la rodilla, articulación del hombro, articulación hipocondríaca, cráneo, válvula cardíaca activa, clip de fijación ósea. Cuando se envuelven nuevas fibras musculares alrededor de estos "huesos de titanio", estos huesos de titanio comienzan a mantener actividades humanas normales.
El titanio se distribuye ampliamente en el cuerpo humano y su contenido normal en el cuerpo humano no excede los 15 mg por cada 70 kg de peso corporal. El efecto aún no está claro. Sin embargo, se ha demostrado que el titanio estimula los fagocitos y mejora la inmunidad.
Compuestos de titanio y usos
Los compuestos de titanio importantes son el dióxido de titanio (TiO2), el tetracloruro de titanio (TiCl4) y el titanato de bario (BaTiO3). El dióxido de titanio puro es un polvo blanco y es un excelente pigmento blanco bajo el nombre comercial "Dióxido de titanio". Combina las propiedades de cobertura del blanco de plomo (PbCO3) con las propiedades duraderas del blanco de zinc (ZnO). Por lo tanto, las personas suelen agregar dióxido de titanio en la pintura para hacer pintura blanca de alta calidad; En la industria del papel como relleno agregado a la pulpa; Como agente mateante para fibras artificiales en la industria textil; En el vidrio, la cerámica, la industria del esmalte como un aditivo para mejorar su rendimiento; Se usa como catalizador en muchas reacciones químicas. Hoy en día, a medida que la industria química crece, el dióxido de titanio y los compuestos de titanio tienen un alto valor agregado como productos químicos finos, y las perspectivas son muy atractivas.
El tetracloruro de titanio es un líquido incoloro; Punto de fusión 250K, punto de ebullición 409K, olor picante. Se hidroliza fácilmente en agua o en aire húmedo, emitiendo una gran cantidad de humo blanco.
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
Por lo tanto, TiCl4 se utiliza como un agente de aerosol artificial en el ejército y se utiliza en la guerra marítima. En la agricultura, las personas usan la niebla densa formada por TiCl4 para reducir la pérdida de calor durante la noche y proteger las verduras y los cultivos de los peligros del frío y las heladas.
Fusión de TiO2 y BaCO3 para obtener titanato meta-titanio:
TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2El titanio se distribuye ampliamente en el cuerpo humano y su contenido normal en el cuerpo humano no excede los 15 mg por cada 70 kg de peso corporal. El efecto aún no está claro. Sin embargo, se ha demostrado que el titanio estimula los fagocitos y mejora la inmunidad.
Compuestos de titanio y usos
Los compuestos de titanio importantes son el dióxido de titanio (TiO2), el tetracloruro de titanio (TiCl4) y el titanato de bario (BaTiO3). El dióxido de titanio puro es un polvo blanco y es un excelente pigmento blanco bajo el nombre comercial "Dióxido de titanio". Combina las propiedades de cobertura del blanco de plomo (PbCO3) con las propiedades duraderas del blanco de zinc (ZnO). Por lo tanto, las personas suelen agregar dióxido de titanio en la pintura para hacer pintura blanca de alta calidad; En la industria del papel como relleno agregado a la pulpa; Como agente mateante para fibras artificiales en la industria textil; En el vidrio, la cerámica, la industria del esmalte como un aditivo para mejorar su rendimiento; Se usa como catalizador en muchas reacciones químicas. Hoy en día, a medida que la industria química crece, el dióxido de titanio y los compuestos de titanio tienen un alto valor agregado como productos químicos finos, y las perspectivas son muy atractivas.
El tetracloruro de titanio es un líquido incoloro; Punto de fusión 250K, punto de ebullición 409K, olor picante. Se hidroliza fácilmente en agua o en aire húmedo, emitiendo una gran cantidad de humo blanco.
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
Por lo tanto, TiCl4 se utiliza como un agente de aerosol artificial en el ejército y se utiliza en la guerra marítima. En la agricultura, las personas usan la niebla densa formada por TiCl4 para reducir la pérdida de calor durante la noche y proteger las verduras y los cultivos de los peligros del frío y las heladas.
Fusión de TiO2 y BaCO3 para obtener titanato meta-titanio:
El BaTiO3 producido artificialmente tiene una alta constante dieléctrica, y el condensador hecho de él tiene una capacidad mayor, y más importante, el BaTiO3 tiene un notable "rendimiento piezoeléctrico". Cuando el cristal está presurizado, generará electricidad. Una vez que está energizado, cambiará su forma. Las personas lo colocan en una onda ultrasónica, y cuando está presurizado, genera una corriente. Al medir la intensidad de la corriente, se puede medir la intensidad de la onda ultrasónica. Se usa en casi todos los instrumentos ultrasónicos. Con el desarrollo y la utilización de titanatos, se utiliza cada vez más para fabricar componentes no lineales, amplificadores dieléctricos, dispositivos de memoria de computadora, microcondensadores, materiales de electrodeposición, materiales aeroespaciales, materiales ferromagnéticos, materiales semiconductores, instrumentos ópticos, reactivos, etc.
Las excelentes propiedades del titanio, las aleaciones de titanio y los compuestos de titanio hacen que las personas los necesiten urgentemente. Sin embargo, el alto costo de producción limita la aplicación.
Creemos que en el futuro cercano, con la mejora y mejora continua de la tecnología de fundición de titanio, se desarrollará aún más la aplicación de titanio, aleaciones de titanio y compuestos de titanio.
Productos de titanio:
Las aleaciones de titanio y titanio son materiales estructurales livianos extremadamente importantes y tienen valores de aplicación muy importantes y amplias perspectivas de aplicación en campos como la aviación, la industria aeroespacial, la ingeniería de vehículos y la ingeniería biomédica.
Tipo: yoduro de titanio, titanio industrial puro, titanio de tipo α, titanio de tipo β, titanio de tipo α + β
