钛处理

钛处理,从矿石提取钛和钛合金的制备化合物用于各种产品。

钛(Ti)是一个软,韧性,银灰色的金属熔点1675°C (3047°F)。由于在其表面形成的氧化电影相对惰性化学,具有优良的腐蚀电阻在最自然的环境。此外,它重量轻,密度(4.51克每立方厘米)之间铝和铁。结合低密度、高强度使它最有效的强度重量比常见的金属温度高达600°C (1100°F)。

因为其原子直径是类似于许多常见的金属,如铝、铁、锡、和钒,钛可以很容易地合金来提高它的属性。如铁,金属可以存在于两个水晶形式:六角装得满满的(hcp)低于883°C (1621°F)和审美观立方(bcc)温度升高时其熔点。这同素异形的行为和能力与许多元素合金导致钛合金具有广泛的机械和耐腐蚀性能。

虽然钛矿石丰富,金属与氧气的反应活性高,氮,氢在空气中在升高的温度下需要复杂,因此昂贵的生产和制造流程。

历史

钛矿于1791年首次发现由英国牧师在康沃尔郡的海滩砂,威廉格雷戈尔。氧化的实际鉴定是由德国化学家几年后,M.H. Klaproth。Klaproth给金属组成的氧化钛,巨人后,巨人希腊神话中。

纯金属钛最初是在1906年或1910年生产的硕士猎人在伦斯勒理工学院(特洛伊,纽约,美国)的合作通用电气公司。这些研究人员认为钛的熔点6000°C (10800°F),因此白炽灯丝的候选人,但是,当猎人产生金属熔点接近1800°C (3300°F),就放弃了努力。然而,猎人也表明了金属有一些韧性,和他的方法生产四氯化钛(TiCl反应₄)和钠在真空下后来商业化,现在被称为猎人的过程。金属的延性是1925年由荷兰科学家A.E.女和J.H. de Boer谁分离钛碘在炎热的疏散玻璃灯泡的灯丝。

1932年威廉·j·克罗尔的卢森堡产生大量的韧性钛结合TiCl₄与钙。到1938年Kroll了20公斤(50磅)的钛和确信它拥有优秀的腐蚀和强度特性。开始时第二次世界大战他逃欧洲,然后继续他的工作美国联合碳化物公司,后来在美国煤矿。这一次,他改变了钙镁金属的还原剂。Kroll现在被认为是现代钛工业之父,和Kroll过程是最新的基础生产钛。

一个美国空军在1946年进行的研究得出结论,钛合金是潜在的重要的工程材料,自新兴需要高强度重量比喷气机飞机结构和发动机不能有效满足钢或铝。因此,国防部提供生产激励钛工业在1950年开始。类似的工业产能成立于日本、苏联,和英国。在这之后动力提供的是航空航天工业唾手可得的金属产生新的应用程序在其他市场的机会,如化学加工、医药、发电和废物处理。

矿石

钛是第四最丰富的结构金属地球,超过只有铝、铁和镁。可行的矿藏分布全球,包括网站澳大利亚、美国、加拿大,南非,塞拉利昂,乌克兰,俄罗斯,挪威,马来西亚和其他几个国家。

支配矿物金红石,约为95%二氧化钛(TiO₂)和钛铁矿(FeTiO₃TiO),其中包含50至65%₂。第三种矿物,金红石,是一个变更的钛铁矿铁的一部分自然淋溶。它没有特定的钛含量。钛矿物发生在冲积和火山地貌。存款通常包含3至12%重矿物,由钛铁矿、金红石、金红石、锆英石、独居石。

采矿和集中

尽管可行的已知的金红石储量递减,钛铁矿储量非常丰富。典型的由露天开采。吸入斗轮在一个浮动的疏浚提供一个矿产丰富的砂组称为滚筒的屏幕,删除不需要的材料。

通常,矿物质是分开废弃物通过重力分离湿螺旋选矿机。结果集中由他们通过一系列复杂的静电,磁力和重力设备。