Títan spólu varmaskipti-títan vinnslu tækni

Áhugi á hágæða hlutum úr háhreinu dufti framleitt af International Titanium Powder Titanium Equipment, Titanium Coil,Títan spólu varmaskiptir, Titanium Reactor, Titanium Vaporator Company gerir aðeins grein fyrir núverandi vinnslu- eða duftmyndunaraðferðum Lítið hlutfall af kostnaði. Duftið er hægt að nota sem valið efni fyrir nokkrar nær-net mótunaraðferðir eins og leysiútfellingu og málmþotumótun.

Títanvinnslutækni

Títan hefur einstaka eiginleika: lítill þéttleiki, hár sérstakur styrkur, hár hiti styrkur, frábær tæringarþol. Sem byggingarmálmur er títan í fjórða sæti í jarðskorpunni, næst á eftir járni, áli og magnesíum, og meira en summan af nikkel, kopar, króm, blý, tin og sink. Hins vegar eru núverandi títanframleiðslukerfi mjög flókin og kostnaðarsöm. Títan er göfugt vegna þess að núverandi hreinsunarferlið frá málmgrýti til málms er fjölþrepa, háhitalotuförgunarferli. Við byrjum á því að lýsa núverandi títantækni og ræðum síðan fjórar af vænlegustu leiðunum til að draga úr títankostnaði. Þessar aðferðir eru meðal annars Kroll, Hunter, Cambridge og Armstrong aðferðirnar.

1. Núverandi títanútdráttaraðferð

Sem stendur byrjar framleiðsla á títanmálmi frá rutile TiO2. Rutíl og jarðolíukoks eru klóruð í vökvabeðs reactor við hitastigið 1000 gráður (1830 gráður F) til að framleiða TiCl4.

TiO2+2Cl2+CTiCl4+CO2

Títanframleiðsla getur einnig byrjað frá öðrum ódýrum uppruna eins og ilmeníti eða gjalli, en það inniheldur meira járn og önnur óhreinindi. Fljótandi TiCl4 er hreinsað og um 90% af TiCl4 er oxað í TiO2 fyrir litarefnisiðnaðinn.

Upphafspunktur fyrir alla viðskiptaferla TiCl4. Tvær aðalástæðurnar til að byrja með TiCl4 eru ① hár hreinleiki TiCl4 og ② aðskilnaður títan og súrefnis

2. Kroll aðferð

Í samanburði við aðferðina sem DuPont þróaði árið 1948 hefur Kroll aðferðin sem nú er notuð ekki breyst mikið, aðallega þar á meðal eftirfarandi aðferðir. Þurrhreint uppgufunartæki úr ryðfríu stáli var tæmt og fyllt með argon. Síðan er magnesíum sem notað er til að minnka TiCl4 sett í gufuskipið. Hitaðu gufuvélina í 800 gráður -900 gráður (1470 gráður F-1650 gráður F) og færðu síðan TiCl4 rólega inn í gufuskipið. Magnesíum minnkun TiCl4 hvarfformúlan er sem hér segir:

TiCl4+2MgTi+2MgCl2

Þegar lækkunin heldur áfram, rennur MgCl2 út reglulega. Eftir nokkra daga, allt eftir stærð retortsins, hættir viðbrögðin og retortþrýstingurinn hækkar. Á þessum tímapunkti voru um 30% af magnesíum óhvarfað. Títan málmur sem myndar svampalíkt gljúpt efni.

Nú eru títanmálmur (títansvampur), óhvarfað magnesíum og smá MgCl2 í uppgufunartækinu. Hægt er að fjarlægja þessi óhreinindi með útskolun eða lofteimingu. Tómarúmeiming skilur eftir svamptítan með því að hækka hitastig retortsins og fjarlægja óhvarfað magnesíum og MgCl2 undir lofttæmi. Kjarnaofninn er síðan opnaður og títanið fjarlægt. Skerið títansvampinn í 0.6cm0,25 bita, bætið við málmblöndur og hugsanlega nokkrum títanleifum og bræðið þær síðan í hleifar. Til að tryggja einsleitni og fjarlægja gjallinnihald er hleifurinn endurbræddur einu sinni eða tvisvar í viðbót.

3. Rafgreining

Árið 1953 spáði Kroll því að rafgreining yrði notuð til að framleiða títan eftir 15 ár. En hvers vegna hefur engin rafgreiningartítanverksmiðja verið reist eftir meira en 50 ár?

Búist er við að rafgreining hafi sömu áhrif og innleiðing Hall-Heroult ferlisins sem dró verulega úr framleiðsluáhuga áls. Fyrir Hall-Heroult var ál minnkað með natríum og vextirnir voru dýrari en gull. Hins vegar, vegna mikils munar á títan og áli, er erfiðara að framleiða títan með rafgreiningu.

Annars vegar er bræðslumark títan 1000 gráður (1800 gráður F) hærra en áls. Þess vegna, enn sem komið er, hafa allur títanbúnaður í föstu formi, títanspólur, títanhitaskiptar, títaníumkljúfar og títanuppgufunartæki sem framleidd eru með rafgreiningu dendritic vef og verða fyrir tapi á raflausn vegna tafar. Í rafgreiningarbaðinu hefur ál aðeins eitt stöðugt gildisgildi en títan tvö. Þetta margfalda gildisástand veldur tapi á rafrænni skilvirkni. En aðalvandamálið er að rafgreiningaraðferðin er kannski ekki ódýrari en Kroll aðferðin, því bæði byrja á TiCl4. Sumar hagfræðilegar greiningar benda til þess að rafgreiningaraðferðin ætti að spara peninga en Kroll aðferðin. En tilraunaframleiðsla sumra fyrirtækja hefur ekki tekist að sanna það.

Rafgreining hefur orðið stórt svið rafútdráttarrannsókna. En það hefur aldrei verið framleitt í iðnaði. Raunin er sú að allir eyddu hundruðum þúsunda dollara í að byggja tilraunaverksmiðjur og hættu síðan við þessi verkefni.

4.FFC Cambridge aðferð

Hin er róttækari rafgreiningaraðferð sem Derek Fray frá háskólanum í Cambridge tilkynnti, sem hefur vakið spennu hjá fólki. Í þessari aðferð er TiO2 pressað í korn og síðan notað sem bakskaut í 950 gráðu (1740 gráðu F) kalsíumklóríð (CaCl2) bað, með grafít rafskaut sem rafskaut. Þegar rafstraumur er beitt er súrefni jónað og leyst upp í CaCl2 baðinu. Þar sem eingilda súrefnið er í lausninni er vandamálinu með tvígildar títanjónir eytt. Títanið sem framleitt er með þessari aðferð inniheldur aðeins 60 ppm af súrefni í kílógramma kvarðanum.

Aðferðin byrjar á rútíli, þannig að fræðilega ætti framleiðsluáhugi títans að minnka verulega. Hins vegar er rútíl ekki hreint TiO2 og valkostur við klórun til hreinsunar verður að finna. Auk þess er ein af ástæðunum sú að klórunaraðferðin skilur títan frá súrefni. Margar fyrri tilraunir til að framleiða súrefnissnautt títan hafa mistekist

Til að þetta ferli gangi snurðulaust fyrir sig þarf ekki aðeins árangur af TiO2 rafgreiningu, heldur þarf einnig að finna ódýra uppsprettu hreins TiO2. Enn er langt í land frá smáframleiðslu til iðnvæðingar í tonnum mælikvarða. Vegna þess að þessi aðferð hefur tilhneigingu til að draga verulega úr kostnaði við títan er það þess virði að rannsaka hana.