Презентация на тему Металлургия титана

отличается высокой механической прочностью, коррозионной стойкостью, жаропрочностью.

Теплопроводность (300 K)

21,9 Вт/(м·К)

Тпл = 1660 °C или 1933 К

Плотностью (4,51 г/см3).

природе. Содержание в земной коре 0,57 % по массе.

В

земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается.

Важнейшие титановые руды: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит CaTiOSiO5.

Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые. Содержание TiO2 в них меняется от 10 до 60 %. Эти руды легко обогащаются.

Россия обладает вторыми в мире,
после Китая, запасами титана.
Месторождения Урал, Приднепровье.

ильменитовых руд присутствуют следующие этапы переработки:

Получение титанового шлака

восстановительной плавкой
Получение тетрахлорида титана хлорированием титановых шлаков
Металлотермическое восстановление титана из тетрахлорида
Рафинирование титана

происходит выделение железа из концентрата.

Основной реакцией является:

FeO·TiO2 +

С = Fe + TiO2 + CO

Из восстановленного и науглероживающегося железа образуется чугун, а оксид титана переходит в шлак, который содержит 82—90% TiO2 (титановый шлак).

титана TiCl4 осуществляют воздействием газообразного хлора на оксид титана

при температурах 700—900 °С, при этом протекает реакция:

TiO2 + 2Cl2 + 2С = TiCl4↑ + 2СО, температура процесса 700-1000 °C.

Исходным титаносодержащим сырьем при этом является титановый шлак. Хлоратор – шахтная или шахтная электрическая печь. При хлорировании примеси титанового шлака также переходят в газовую фазу и затем конденсируются вместе с тетрахлоридом титана.

тетрахлорида комбинированной конденсациях в конденсаторах:

1 конденсатор: вход 500-600 °C,

выход 300-350 °C, конденсируется MgCl2, CaCl2, MnCl4, FeCl2.

2 конденсатор: вход 120-180 °C, конденсируется FeCl3, AlCl3.

3 конденсатор оросительный: здесь проводится охлаждение газа жидким распыленным TiCl4.

В результате образуется пульпа, она стекает в бак, затем в сгуститель. Из него верхний слив (тетрахлорид титана) направляется на дальнейшую переработку, а нижний слив – (осадок твердых хлоридов в тетрахлориде титана) – направляют в испаритель (шахтная электропечь). Там происходит отгонка тетрахлорида титана от примесей. TiCl4 содержит 1% примесей, их выделяют дистиляционными методами (ректификацией – многократной дистиляцией).

натриетермия) и TiO2 (алюмотермическое или кальциетермическое восстановление). Восстановление первого

соединения предпочтительнее, т.к. Mg и Na не растворимы в титане.

При восстановлении алюминием или кальцием в титане остается много примесей (в основном О2) его используют для получения лигатур и ферротитана.

так называемый йодидный способ, при котором используется реакция:

Ti

+ 2I2 = Til4

При температуре 100—200 °С реакция протекает в направлении образования Til4, а при температуре 1300—1400 °С— в обратном направлении:

Til4 = Ti + 2I2

Получаемый металл содержит 99,9—99,99 % Ti.

В настоящее время применяют для очистки титана так же электролиз хлоридов титана в электролите, состоящем из NaCl, KCl или смесей хлоридов с невысокой температурой плавления.

слитков губку переплавляют в вакуумной дуговой печи. Расходуемый (плавящийся)

электрод получают прессованием губки и титановых отходов. Жидкий титан затвердевает в печи в водоохлаждаемом кристаллизаторе.

(бронежилеты, броня в авиации, корпуса подводных лодок)
Промышленные процессы (опреснительных

установках, процессах целлюлозы и бумаги)
Автомобильная промышленность
Сельскохозяйственной промышленность
Пищевая промышленность
Медицинская промышленность (протезы, остеопротезы, стоматологические и хирургические инструменты, зубные имплантаты и т.д.)
Является важнейшим конструкционным материалом в авиа-, ракето-, кораблестроении.

(никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине

и технике.

Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что в свою очередь определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов.

В виде соединений:

Белый диоксид титана (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Пищевая добавка E171.
Титанорганические соединения применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности.
Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки или покрытий.
Диборид титана — важный компонент сверхтвёрдых материалов для обработки металлов.
Нитрид титана применяется для покрытия инструментов.
Титанат бария BaTiO3, титанат свинца PbTiO3 и ряд других титанатов —сегнетоэлектрики.

четырёхвалентного титана.

Является основным продуктом титановой индустрии (на производство

чистого титана идёт лишь около 5 % титановой руды).

В чистом виде в природе встречается в виде минералов рутила, анатаза и брукита, причём основную часть составляет рутил.

Известен как диоксид титана,
двуокись титана, титановые белила,
пищевой краситель E171

из его тетрахлорида:

гидролиз водных растворов тетрахлорида титана (с последующей

термообработкой осадка)
парофазный гидролиз тетрахлорида титана (основан на взаимодействии паров тетрахлорида титана с парами воды)при 400 °C.
термообработка тетрахлорида (сжигание в токе кислорода). Процесс обычно ведётся при температуре 900—1000 °C

титановых белил — 57 % от всего потребления

Производство пластмасс

— 21 %

Производство ламинированной бумаги — 14 %

следующую оценку потребления титана в мире:
60 %

— краска;
20 % — пластик;
13 % — бумага;
7 % — машиностроение.
15-25 $ за килограмм, в зависимости от чистоты.

Среднегодовые цены на губчатый титан продуцентов США в 1997-2007 гг., дол./кг