TiO2 deschidere făcut aproape simultan și independent unul de altul englez William Gregor [en] și chimistul german M. G. Klaprot. US Gregor, examinarea structurii glandulare a nisipului magnetic (Creed, Cornwall, Anglia, 1791), a identificat un nou "pământ" (oxid) de metal necunoscut, care se numește menakenovoy. In 1795, chimistul german Klaproth în rutil mineral descoperit un element nou și a numit-titan. Doi ani mai târziu, Klaproth a constatat că rutil și menakenovaya pământ - oxizi de unul și același element, care a fost și rămâne numele de „titan“, propusă de Klaproth. După 10 ani, descoperirea de titan a avut loc pentru a treia oară. om de știință franceză L. Vauquelin descoperit titan în anatază și a demonstrat că rutil și anatas - identic oxizi de titan.
Primul eșantion de titan metalic primit în 1825 de J. Berzelius. Datorită activității chimice ridicate de titan și complexitatea probei sale curate pure Ti a primit A. olandez van Arkel și J. de Boer in 1925, prin descompunerea termică a iodurii de vapori TiI4 titan.
Fiind în natură
depozite de titan sunt situate în Africa de Sud, România, Ucraina, China, Japonia, Australia, India, Ceylon, Brazilia, Coreea de Sud, Kazahstan [5]. În CSI poziția de lider în rezervele dovedite de minereuri de titan zanimaetRumyniya (58,5%) și Ucraina (40,2%) [6]. Cel mai mare domeniu din România - Yaregskoye.
Rezerve și Producție
cel mai mare producător mondial de titan - companie românească „VSMPO-AVISMA“ [9].
titan Bar cristalin (puritate 99,995% în greutate ≈283 g, lungime ≈14 cm diametru ≈25 mm) realizate la fabrica "Uralredmet" proces bar cristal van ARKEL și de Boer
De obicei, materia primă pentru producerea de compuși de titan și dioxid de titan, servește ca o cantitate relativ mică de impurități. În special, acesta poate fi concentrat rutil obținut prin îmbogățirea minereurilor de titan. Cu toate acestea, rezervele rutil în lume este foarte limitat, și adesea folosit așa-numita rutil sau titan zgură sintetică. obținute în timpul procesării concentrate ilmenit. Pentru a obține zgura de titan este redusă concentrat ilmenit într-un cuptor electric, fierul este separat într-o fază metalică (fier) în loc de oxizi de titan recuperate și impurități pentru a forma o fază de zgură. Bogat zgură clorură prelucrată sau metoda cu acid sulfuric.
Concentratul a fost supus minereurilor de titan acid sulfuric sau procesarea pirometalurgie. produs de tratare cu acid sulfuric - o pulbere de TiO2 dioxid de titan. Metoda pirometalurgie minereu sinterizat cu cocs și tratat cu clor. a primit o pereche de tetraclorură de titan TiCl4:
T i O 2 + 2 + C 2 C l 2 → T i C l 4 + 2 C O + 2C + 2Cl_ \ rightarrow TiCl_ + 2CO >>>
Perechea rezultată de TiCl4 la 850 ° C redus cu magneziu:
T i C l 4 + 2 M g → 2 M g C l 2 + T i + 2mg \ rightarrow 2MgCl_ + Ti >>>
În plus față de acest lucru este acum începe să câștige popularitate așa-numitul proces de FFC Cambridge, numit pentru dezvoltator Derek Frey, Tom Farthing și George Chen și Universitatea Cambridge. în cazul în care a fost creat. Acest proces electrochimic permite reducerea directă continuă a oxidului de titan în amestecul de topitură de clorură de calciu și oxid de calciu. Acest proces se utilizează o baie electrolitica umplut cu un amestec de var și clorură de calciu, cu grafit consumabil (sau neutru) anod și un catod realizat dintr-un oxid care trebuie recuperat. Prin trecerea curentului prin temperatura băii ajunge repede
1000-1100 ° C, iar topitura de oxid de calciu se descompune la anod la oxigen și calciu metalic:
Oxigenul rezultat oxidează anod (în cazul grafitului) și calciul migreaza spre catod în topitură și în care recuperează din oxid de titan:
Oxidul de calciu rezultat din nou este disociat în oxigen și calciu metalic și procedeul se repetă până la conversia completă buretele catod de titan, sau epuizarea oxidului de calciu. clorură de calciu în procedeul este folosit ca electrolit pentru a conferi conductivitate electrică și mobilitatea topiturii active a ionilor de calciu și oxigen. Atunci când se utilizează un anod inert (de exemplu, oxid de staniu), oxigen molecular este degajat în loc de dioxid de carbon la anod, care este mai puțin poluant, dar procesul în acest caz, devine mai puțin stabilă și, în plus, în anumite circumstanțe, mai energic favorabilă devine clorura de descompunere în loc de oxid de calciu, care conduce la eliberarea clorului molecular.
Rezultată din titan „burete“ topi și va curăți. iodură de titan metodă sau electroliza rafinat. separarea Ti de la TiCl4. Pentru lingouri de titan arc folosit, cu fascicul de electroni și de prelucrare cu plasmă.
Titan - un metal alb-argintiu deschis. Exists în două modificări cristaline: a-Ti cu un ambalate aproape hexagonal grilaj (a = 2,951 Â; c = 4,679 Â [10]; z = 2; grup spațial C6mmc), β-Ti cu un cub de ambalare centrat pe volum (a = 3,269 Å ; z = 2; grup spațial Im3m), temperatura de tranziție α↔β de 883 ° C, 3,8 kJ tranziție AH / mol. Punctul de topire de 1660 ± 20 ° C, punctul de 3260 ° C, densitatea α-Ti și β-Ti, respectiv, egal cu 4.505 (20 ° C) și 4,32 (900 ° C) de fierbere g / cc [2]. Densitatea atomică de 5,71 x 10 22 la / cm [2796 zile citare]. Plastic, este sudat într-o atmosferă inertă. Rezistivitatea 0,42 mO · m la 20 ° C
Acesta are o vâscozitate ridicată, atunci când prelucrarea este predispus la lipirea la instrumentul de tăiere și, prin urmare, necesită aplicarea de acoperiri speciale pe instrumentul, diverse lubrifianți.
La temperatura normală acoperită cu un pasivizare protector TiO2 oxid de film. astfel korrozionnostoek în cele mai multe medii (cu excepția alcalină).
praf de titan tinde să explodeze. Punct de aprindere - 400 ° C. Așchii de titan pericol de incendiu.
Este rezistent la coroziune datorită peliculei de oxid, dar prin măcinarea într-o pudră, precum și chips-uri fine sau sârmă de titan pyrophoric [11].
Acesta reacționează ușor chiar și cu acizi slabi în prezența agenților de complexare, cum ar fi HF acid fluorhidric interacționează prin formarea anionului complex [TiF6] 2-. Titanul este cel mai susceptibil la coroziune în medii organice, deoarece, în prezența apei pe suprafața articolului din titan, un dens film de stare pasivă de oxid, și hidrură de titan. Îmbunătățirea cea mai vizibilă a rezistenței la coroziune a titanului semnificativ odată cu creșterea conținutului de apă într-un mediu coroziv cu 0.5-8.0%, ceea ce se confirmă prin electrochimice Potențialele de electrod studii de titan în soluții de acizi și baze în medii apoase-organice amestecate. [12]
Atunci când este încălzit în aer la 1200 ° C Ti se aprinde flacara de culoare alb strălucitor pentru a forma faze de oxid de compoziție variabilă TiOx. Din soluțiile de săruri precipitate hidroxid de titan TiO (OH) 2 · xH2 O, unde calcinare atentă obținută TiO2 oxid. Hidroxizi TiO (OH) 2 · xH2 O și TiO2 dioxid de amfoteri.
T i O 2 + K 2 C O 3 → K 2 T i O 3 + C O 2 + K_CO_ \ rightarrow K_TiO_ + CO _ >>>
Când este încălzit, Ti reacționează cu halogeni. Tetraclorură de titan TiCl4 în condiții normale - lichid incolor, fumans puternic în aer, datorită hidrolizei TiCl4. conținute în aer cu vapori de apă și formarea de HCl picaturi mici și suspensia de hidroxid de titan.
Reducerea TiCl4 cu hidrogen. aluminiu. siliciu. alte Reducători puternice produse diclorura și titan triclorură TiCl3 și TiCl2 - solide având proprietăți puternice reducătoare. Ti reacționează cu Br2 și I2.
Cu azot N2 peste 400 ° C, formează o TiNx nitrură de titan (x = 0,58-1,00). Când titan reacționează cu carbon format din carbură de titan TiCx (x = 0,49-1,00).
Când este încălzit Ti absoarbe H2 pentru a forma o compoziție variabilă compus TiHh (x = 1,3 - 2). Când este încălzit, aceste hidruri se descompun pentru a elibera H2. Titan formeaza aliaje cu mai multe metale.
Sub formă de compuși
- Alb dioxid de titan (TiO2) utilizate în vopsele (de exemplu, dioxid de titan), precum și în producția de hârtie și plastic. aditiv alimentar E171.
- Compuși organotitanici (de exemplu tetrabutoxytitanium) sunt utilizate drept catalizator și întăritorul în industria chimică și vopsea.
- Compusul de titan anorganic utilizat în industria chimică electronice, fibre de sticlă ca aditiv sau acoperire.
- carbură de titan, diborură de titan, carbonitrură titan - componente importante materiale extradure pentru prelucrarea metalelor.
- nitrură de titan este utilizat pentru acoperirea instrumentelor, cupole bisericești și în fabricarea de bijuterii, deoarece are o culoare similară cu aur.
- BaTiO3 titanat. Bariu PbTiO3 titanat de plumb, și o serie de alte titanat - feroelectricilor.
Există o varietate de aliaje de titan cu diferite metale. Elementele de aliere sunt împărțite în trei grupe, în funcție de efectul lor asupra temperaturii de transformare polimorfa: stabilizatori beta, stabilizatori alfa și reinforcers neutre. Prima temperatură de tranziție este coborâtă, a doua creștere, alții nu afectează, dar conduc la o matrice de mortar întărit. Exemple de stabilizatori alfa, aluminiu, oxigen, carbon, azot. stabilizatori Beta molibden, vanadiu, fier, crom și nichel. Neutral zirconiu întărire, staniu, siliciu. Beta-stabilizatori, la rândul lor, sunt împărțite în beta-beta izomorfe evtektoidoobrazuyuschie.
Cel mai frecvent aliaj de titan este aliajul Ti-6Al-4V (în clasificarea românească - VT6).
Analiza piețelor de consum
prețul de titan de 5,9-6,0 $ pe kilogram, în funcție de puritatea [14].
Curățenie și marca de titan dur (titan burete) este de obicei determinată de duritatea sa, care depinde de conținutul de impurități. Cele mai frecvente TG100 și TG110 marca [sursa care nu este specificat 745 zile].