Предел прочности у термически обработанных сплавов достигает 150 кгс/мм2 и более. По удельной прочности титановые сплавы превосходят алюминиевые и магниевые, а также высокопрочные стали в широком интервале температур – до 600˚С.
Титан в виде сплавов используют преимущественно для изготовления деталей реактивных двигателей (до 40% потребления) и планера самолетов (до 30%). Около 15% титана потребляет ракетостроение и приблизительно такое же количество металла приходится на долю прочих потребителей титана, включая химическое машиностроение.
В настоящее время находит широкое применение двуокись титана, которая выгодно отличается от других белых пигментов очень высокой кроющей способностью, химической инертностью и нетоксичностью.
Хотя титан является одним из самых распространенных элементов (десятое место в земной коре), его крупные пригодные к разработке месторождения редки.
Большая часть запасов (около 60%) сосредоточена в ЮАР и Танзании. Значительными запасами располагают США, Канада, Норвегия, Индия. Россыпные месторождения Австралии невелики, однако они отличаются высоким содержанием наиболее ценных минералов – рутила, ильменита и сопутствующих минералов: циркона, монацита, кассирита. Эти месторождения весьма удобны для разработки.
Особенностью титановых руд является их сравнительно легкая обогатимость. Схема обогащения руд обычно включает гравитационное обогащение: магнитную и электростатическую сепарацию. Рутиловые концентраты содержат 95-97% двуокиси титана. Низкие концентрации окислов железа (0,5-2,0%), кремния ( 0,5-1,0%), хрома (0,1 – 0,4%) обусловливают сравнительно невысокие затраты при их переработке на пигментную двуокись или тетрахлорид. Ильменитовый концентрат обычно содержит 40-60% TiO2, до 35-40% окислов железа, а также значительное количество окислов кремния, алюминия, марганца, хрома, ванадия, кальция. Наиболее богатые ильменитовые концентраты обычно содержат примесь аризонита Fe2O3 ×3 TiO2.
Производство титановых концентратов в капиталистических странах достигло 3,7 млн.т. Большая часть рутиловых и ильменитовых концентратов используется для производства пигментной двуокиси титана, мощности по выпуску которой превышают 1,5млн.т. в год.
ПОЛУЧЕНИЕ И ОЧИСТКА ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО
Для получения четыреххлористого титана используют рутиловый и ильменитовый концентраты. Ильменитовый концентрат предварительно подвергают рудно-термической плавке для восстановления и отделения железа и других примесей. В результате получают богатый двуокисью титана шлак ( 90% TiO2) и отбеленный чугун, в который переходит до 96% железа и лишь незначительное количество титана.
Типичный химический состав титановых шлаков, предназначенных для производства четыреххлористого титана №1
TiO2 FeO SiO2 CaO AI2O3
82-92 2,5-5 2-5 0,2-1,5 1,5 – 6
MgO MпO Cr2O3 V2O5
2,5-6 1-2 0,1-1,5 0,1-0.3
По конструкции электрические руднотермические печи для выплавки богатых титановых шлаков аналогичны печам, применяемым для производства ферросплавов.
В последние годы находит промышленное применение способ производства так называемого “синтетического рутила”, состоящий в выщелачивании ильменитового концентрата соляной или серной кислотами. Этот способ позволяет получать продукт, содержащий до 90%TiO2. Если будут найдены области стабильного потребления солей железа, то данный способ может оказаться более рентабельным и составит серьезную конкуренцию производству титановых шлаков.
Прямое хлорирование ильменитового концентрата связано с некоторыми трудностями технологического характера, однако перспективы промышленного использования этого процесса расширяются, что обусловлено ростом потребности в хлорном железе для очистки сточных вод.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.