Сырьем для производства металлического титана в основном являетсярутил, который содержит более 96% диоксида титана. Отсутствие в странах рутиловых руд, использование ильменита из «высокотитанового шлака», содержащего около 90% диоксида титана. Из-за дороговизны природного рутила и сокращения запасов страны склонны использовать ильменит, изготовленный из богатых титаном материалов, т.е.шлак с высоким содержанием титанаиискусственный рутил. Титан был открыт в 1791 году, а чистый титан впервые был получен в 1910 году, что является серединой более чем столетнего опыта. Причина в следующем:Титан очень активен при высоких температурах, легко соединяется с кислородом, азотом, углеродом и другими элементами, для очистки чистого титана необходимы очень суровые условия.
При выплавке титана необходимо пройти сложные этапы. Ильменит втетрахлорид титана, а затем поместить в герметичный резервуар из нержавеющей стали, наполненныйаргон, так что они реагируют сметаллический магний, ты получишь "губка титана".Этот пористый"титановая губка"нельзя использовать напрямую, но и надо переплавлять в жидкость в печи, чтобы отливать в слитки. Но изготовление такой печи и как простое! Кроме того, в печь надо закачивать чистый воздух, тем больше мозгов -Неприятность в том, что невозможно найти тигель, содержащий жидкий титан, так как обычные огнеупорные материалы содержат оксиды, и кислород жидкий титан будет отнимать.
Позже люди наконец изобрели«медный тигель с водяным охлаждением»электрическая печь. В этой печи горячая только центральная часть зоны, остальная часть холодная, титан, расплавленный в печи, стекал на водоохлаждаемую стенку медного тигля, тут же конденсируясь в слитки. Этим методом можно было производить титановые блоки весом в несколько тонн, но это предсказуемо дорого.
В промышленности обычно используется сернокислотное разложение ильменита методом производства диоксида титана, а затем путем производства диоксида титана металлического титана. Чтобы удалить примесь Fe2(SO4)3, добавляют железные опилки, Fe3+ восстанавливают до Fe2+, а затем раствор охлаждают до температуры ниже 273К, получая FeSO4-7H2O ( зеленые квасцы) как побочный продукт кристаллизационного осаждения.
Диоксид титанапроизводится ковкой титанадиоксид. Промышленное производство металлического титана методом термического восстановления металла для восстановления тетрахлорида титана. Диоксид титана (или природный рутил) и смесь порошка древесного угля нагревают до 1000 ~ 1100K, хлорируют и производят TiCl4, конденсацию паров.
Диоксидом титана при 1070К расплавленным магнием в аргоне для восстановления TiCl4 можно получить пористую титановую губку. Эта титановая губка после дробления помещается в вакуумно-дуговую печь и, наконец, превращается в различные титановые материалы. TiCI4 получен после высокой температуры (около 1250 градусов) при разложении TiCI4=Ti + 2CI2, получая таким образом чистый титан.
Восстановление тетрахлорида титана металлическим магнием. Тетрахлорид титана восстанавливается металлическим магнием в инертном газе в соответствии с молярным соотношением, а температура реакции поддерживается на уровне около 900 градусов для получения губчатого титана. Побочный продукт, хлорид магния, можно отделить от титана, нагревая его в вакууме при температуре 1000 градусов.
