Peleburan Titanium

Bahan baku produksi logam titanium sebagian besar adalah rutil, yang mengandung lebih dari 96% TiO2. Kurangnya negara bijih rutil, seperti Uni Soviet, penggunaan ilmenit yang terbuat dari "terak titanium tinggi", yang mengandung sekitar 90% TiO2. Dalam beberapa tahun terakhir, karena harga rutil alam dan cadangan yang semakin menipis, negara-negara cenderung menggunakan ilmenit yang terbuat dari bahan kaya titanium, yaitu terak titanium tinggi dan rutil buatan.

Titanium ditemukan pada tahun 1791, namun pertama kali membuat titanium murni adalah pada tahun 1910, pertengahan lebih dari seratus tahun. Alasannya adalah: titanium sangat aktif pada suhu tinggi, mudah bergabung dengan oksigen, nitrogen, karbon dan unsur lainnya, untuk mengekstrak titanium murni memerlukan kondisi yang sangat keras.

Industri yang biasa menggunakan dekomposisi asam sulfat dari titanium dioksida ilmenit, titanium dioksida dari logam titanium titanium. Perlakuan asam sulfat pekat pada ilmenit tanah (konsentrat), terjadi reaksi kimia sebagai berikut:

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

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

FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O

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

Untuk menghilangkan pengotor Fe2(SO4)3, ditambahkan serbuk besi dan Fe3+ direduksi menjadi Fe2+, kemudian larutan didinginkan hingga di bawah 273K, sehingga diperoleh FeSO4-7H2O (tawas hijau) untuk mengkristal sebagai produk sampingan.

Hidrolisis Ti(SO4)2 dan TiOSO4 menghasilkan endapan metatitanat berwarna putih, reaksinya adalah:

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

TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4

Titanium dioksida diproduksi dengan menempa asam metatitanic:

H2TiO3 == TiO2+H2O

Produksi industri logam titanium menggunakan metode reduksi termal logam untuk mereduksi titanium tetraklorida. Campuran TiO2 (atau rutil alami) dan bubuk arang dipanaskan hingga 1000 ~ 1100K, klorinasi, dan menghasilkan TiCl4, kondensasi uap.

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

Reduksi TiCl4 dengan magnesium cair dalam argon pada 1070K menghasilkan spons titanium berpori:

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti

Spons titanium ini dihancurkan, dilebur dalam tungku busur vakum dan akhirnya dibuat menjadi berbagai bahan titanium.

Reaksi juga dimungkinkan: Ti+2I2=TiI4

TiI4 yang diperoleh didekomposisi pada suhu tinggi (sekitar 1250 derajat):

TiI4=Ti+2I2

Ini menghasilkan batang titanium murni.

Sifat dan kegunaan titanium dan paduan titanium

Titanium murni adalah logam berwarna putih keperakan yang memiliki banyak sifat unggul. Kepadatan titanium adalah 4,54g/cm3, 43% lebih ringan dari baja, dan sedikit lebih berat dari magnesium logam ringan bergengsi. Kekuatan mekaniknya mirip dengan baja, dua kali lebih besar dari aluminium, lima kali lebih besar dari magnesium. Titanium tahan terhadap suhu tinggi, titik leleh 1942K, hampir 1000K lebih tinggi dari emas, hampir 500K lebih tinggi dari baja.

Titanium termasuk dalam sifat kimia logam yang lebih aktif. Ketika dipanaskan dengan O2, N2, H2, S dan halogen dan peran non-logam lainnya. Namun pada suhu kamar, permukaan titanium mudah untuk menghasilkan lapisan film pelindung oksida padat yang sangat tipis, dapat menahan peran asam kuat dan bahkan aqua regia, menunjukkan ketahanan terhadap korosi yang kuat. Oleh karena itu, logam umum dalam larutan asam, alkali, garam menjadi penuh lubang dan titanium aman dan sehat.

Titanium cair dapat melarutkan hampir semua logam, sehingga dapat membentuk paduan dengan berbagai jenis logam. Titanium ditambahkan ke baja untuk menghasilkan baja titanium yang kuat dan fleksibel. Titanium dan logam Al, Sb, Be, Cr, Fe, dll untuk menghasilkan senyawa pengisi celah atau senyawa intermetalik.

Paduan titanium yang terbuat dari pesawat terbang dibandingkan logam lain yang dibuat dengan berat yang sama untuk pesawat lebih dari 100 penumpang. Terbuat dari kapal selam, baik ketahanan terhadap korosi air laut, tetapi juga ketahanan terhadap tekanan dalam, kedalaman penyelamannya dibandingkan kapal selam baja tahan karat meningkat sebesar 80%. Pada saat yang sama, titanium bersifat non-magnetik, tidak akan ditemukan oleh tambang, dan memiliki peran anti-penjaga yang sangat baik.

Titanium memiliki jenis kelamin "pro-biotik". Di dalam tubuh manusia, ia dapat menahan korosi sekresi dan tidak beracun, serta dapat beradaptasi dengan metode sterilisasi apa pun. Oleh karena itu, banyak digunakan dalam produksi peralatan medis, produksi sendi pinggul buatan, sendi lutut, sendi bahu, sendi, sendi koersif, tengkorak, katup jantung aktif, klip fiksasi tulang. Ketika cincin serat otot baru dibungkus dengan "tulang titanium" ini, tulang titanium ini mulai mempertahankan aktivitas normal tubuh manusia.

Titanium tersebar luas di tubuh manusia, dan kandungan normal tubuh manusia tidak lebih dari 15mg per 70kg berat badan, dan perannya masih belum jelas. Namun titanium dapat merangsang fagosit, sehingga peran imunitas telah dipastikan.

Senyawa titanium dan kegunaannya

Senyawa titanium yang penting meliputi: titanium dioksida (TiO2), titanium tetraklorida (TiCl4), dan barium metatitanate (BaTiO3).

Titanium dioksida murni berbentuk bubuk putih, merupakan pigmen putih yang sangat baik, nama dagangnya "titanium dioksida". Ia memiliki kinerja penutup timbal putih (PbCO3) dan kinerja seng putih (ZnO) yang tahan lama. Oleh karena itu, orang sering menambahkan titanium dioksida pada cat yang terbuat dari cat putih bermutu tinggi; dalam industri kertas sebagai bahan pengisi yang ditambahkan pada dayung kertas; industri tekstil sebagai bahan anyaman serat buatan.

Dalam industri tekstil sebagai bahan anyaman untuk serat buatan; dalam industri kaca, keramik, enamel sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan kinerjanya; digunakan sebagai katalis dalam banyak reaksi kimia. Dalam industri kimia yang semakin berkembang saat ini, titanium dioksida dan senyawa titanium sebagai produk kimia halus, memiliki nilai tambah yang tinggi, prospeknya sangat menarik.

Titanium tetraklorida adalah cairan tidak berwarna; titik leleh 250K, titik didih 409K, dengan sistem bau rangsang. Mudah terhidrolisis dalam air atau udara lembab dan mengeluarkan banyak asap putih.

TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl

Oleh karena itu, TiCl4 digunakan di militer sebagai agen asap buatan, seolah-olah digunakan dalam peperangan maritim. Di bidang pertanian, masyarakat menggunakan TiCl4 untuk membentuk kabut tebal untuk mengurangi hilangnya panas dari tanah di malam hari, dan untuk melindungi sayuran dan tanaman dari bahaya dingin dan beku.

Barium metatitanate dibuat dengan melebur TiO2 dan BaCO3 secara bersamaan:

TiO2+BaCO3 == BaTiO3 sepuluh CO2-

BaTiO3 yang diproduksi secara artifisial memiliki konstanta dielektrik yang tinggi, terbuat dari kapasitor yang memiliki kapasitas lebih besar, yang lebih penting, BaTiO3 memiliki “sifat piezoelektrik” yang signifikan, tekanan kristal akan menghasilkan arus, daya, dan akan berubah bentuk. Orang memasukkannya ke dalam gelombang ultrasonik, diberi tekanan untuk menghasilkan arus, dengan mengukur kekuatan arus dapat diukur kekuatan ultrasonik. Hampir semua instrumen ultrasonik harus menggunakannya. Dengan perkembangan dan pemanfaatan titanat, semakin banyak digunakan dalam pembuatan komponen non-linier, penguat dielektrik, komponen memori komputer elektronik, kapasitor mikro, bahan pelapis listrik, bahan dirgantara, magnet kuat, bahan semikonduktor, instrumen optik. , reagen dan sebagainya.

Sifat-sifat luar biasa dari titanium, paduan titanium, dan senyawa titanium telah menyebabkan kebutuhan mendesak terhadapnya. Namun, tingginya biaya produksi membatasi penerapannya. Kami yakin bahwa dalam waktu dekat, dengan perbaikan dan peningkatan berkelanjutan teknologi peleburan titanium, penerapan titanium, paduan titanium, dan senyawa titanium akan lebih berkembang.

Produk titanium:

Titanium dan paduan titanium adalah bahan struktur ringan yang sangat penting dengan nilai penerapan yang sangat penting dan prospek penerapan yang luas dalam bidang penerbangan, dirgantara, teknik kendaraan, teknik biomedis, dan bidang lainnya.

Jenis: kanonisasi titanium, titanium murni industri, titanium tipe-, titanium tipe-, titanium tipe-+ -