title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Основные сведения о металлургии титана

Основные сведения о металлургии титана

Титан — элемент 4 группы Периодической системы элементов.
Титан — тугоплавкий металл (Tпл = 1668° С). По внешнему виду титан похож на сталь. Его характерная особенность — малая плотность 4,51 г/см3 в сочетании с высокой прочностью, которая сохраняется до 600° С. При невысоких температурах титановые листы отличаются высокой коррозионной стойкостью в большинстве агрессивных сред. С повышением температуры химическая активность титана резко возрастает и при 1000° С он является одним из самых активных металлов и способен поглощать кислород, азот, водород.
Титан в виде листов, труб или изделий устойчив в слабых растворах соляной и серной кислот, солей цветных металлов. Азотная кислота не действует на гладкий титан практически при любой концентрации даже при повышенной температуре вследствие образования оксидной пленки. Концентрированные соляная, серная и плавиковая кислоты растворяют титан. Небольшие примеси кислорода и азота снижают пластичность титана, а незначительная примесь водорода (0,01—0,005%) заметно повышает его хрупкость. Механические свойства металла сильно зависят от чистоты металла и предшествующей механической и термической обработки.
Замечательные свойства титана (высокая температура плавления, малая плотность, высокая прочность, коррозионная стойкость) определяют области его применения. Титан и сплавы на его основе (легированные добавками алюминия, хрома, ванадия, молибдена) используют в самолето- и ракетостроении. Для гидрометаллургических цехов из титана и его сплавов изготовляют теплообменники, насосы, корпуса автоклавов, трубы, запорную аппаратуру и детали, работающие в агрессивных средах. Высокая коррозионная стойкость титана в морской воде позволяет использовать его в судостроении для облицовки корпусов судов.
Большое народнохозяйственное значение имеют твердые сплавы, в состав которых входят карбид вольфрама WC (50—80%), карбид титана TiC (10—40%) и остальное кобальт. Добавки титана вводят в состав сталей, некоторых сплавов цветных металлов.
Двуокись титана TiO2 используют для изготовления титановых белил, которые отличаются высокой кроющей способностью, химической инертностью и нетоксичностью. Двуокись титана применяют для окраски частей машин, холодильников, кораблей, используют в производстве резины, шелка, бумаги для обмазки электродов. Производство металлического титана (губки) в капиталистических странах составляет около 30 тыс. т., а производство двуокиси титана 2 млн. т. В России в ближайшее время производство TiO2 возрастет в 16 раз.
Содержание титана в земной коре 0,61 % по массе. Известно около 70 минералов титана, наибольшее промышленное значение имеет рутил—двуокись титана TiO2; при обогащении рутиловых руд получают концентраты, содержащие 90—95% TiO2; ильменит — титанат железа FeTiO3.
Схема обогащения ильменитовых руд (титаномагнетптов) включает гравитационное обогащение, магнитную и электростатическую сепарацию. Ильменитовый концентрат обычно содержит 40—60% двуокиси титана, 40—50% окислов железа, а также некоторое количество окислов кальция, кремния, алюминия, марганца, хрома, ванадия. Рутиловые и ильменитовые концентраты — основное сырье для производства титана и его соединений. Промышленное значение имеют еще перовскит CaTiO3 (58,7% TiO2) и сфен CaO*TiO2*SiO2 (38%TiO2). Важными источниками получения титана служат комплексные лопаритовые концентраты (содержат 30 — 35% P3M2O3, 45%TiO2, 8— 10% Е Ta2O5 + Nb2O6, остальное — примеси). Из лопаритовых концентратов получают титан, тантал, ниобий, редкоземельные элементы (церий, европий, празеодим, неодим и др.). Зарубежные месторождения расположены в Африке, США, Канаде, Норвегии, Индии, Австралии. В СССР месторождения титановых руд имеются на Урале, Кольском полуострове, Украине и в других районах.
Из титановых концентратов получают три вида продуктов: 1) четыреххлористый титан TiCl4 — прозрачная бесцветная жидкость. Из четыреххлористого титана получают металлический титан (восстановлением магнием) или двуокись титана (сжиганием); 2) двуокись титана TiO2; 3) ферротитан — сплав титана (20—30%), алюминия (5—8%), кремния (3—5%) с железом (остальное). Ферротитан используют для легирования сталей.

title-icon Подобные новости