Буклет на тему «получение и производство титана»

Титан в промышленности получают не напрямую из руды, а через хлорид титана(IV) TiCl4. Сначала ильменит или рутил переводят в диоксид титана, затем хлорируют.

• Основной промышленный способ — процесс Кролла, предложенный Вильгельмом Кроллом в 1940 году.

• В реакторе TiCl4 восстанавливают магнием в инертной среде, чаще в аргоне, и получают пористую титановую губку.

• После этого губку переплавляют, очищают и превращают в слитки, поковки, листы и другие полуфабрикаты.

Первые опыты с титаном долго не давали металла пригодного качества: чистый титан удалось получить только в 1925 году, когда Антон ван Аркель и Ян де Бур применили йодидный метод.

• До середины XX века титан оставался редким лабораторным металлом. Его серийное производство началось в США в 1948 году.

• Технология Кролла стала основой массового выпуска титана, потому что позволяла получать металл сравнительно чистым и в больших объёмах.

• Позднее процесс стали сочетать с вакуумной плавкой и более точной очисткой, чтобы улучшить свойства готового металла.

Один из самых неожиданных этапов в производстве титана — то, что сначала получают не блестящий металл, а рыхлую серую «губку». Именно из неё после переплавки рождаются слитки, из которых потом делают детали для авиации и химической аппаратуры.

Производственная цепочка начинается с руды: главные сырьевые минералы титана — ильменит и рутил. Из них получают концентрат, пригодный для хлорирования.

• На следующем этапе в печах при высокой температуре образуется тетрахлорид титана TiCl4. Это летучая жидкость, которую затем очищают от примесей.

• Затем TiCl4 восстанавливают магнием, и в реакторе образуется титановая губка. Побочный продукт — хлорид магния, который удаляют из процесса.

• После переплавки получают слитки и полуфабрикаты. Титан ценят за малую плотность и коррозионную стойкость, поэтому его используют в авиации, медицине и химическом машиностроении.

Промышленное производство титана связано с Вильгельмом Кроллом, который запатентовал магниетермический способ в 1940 году. Этот метод до сих пор считается главным в выпуске металла.

• Первый коммерческий выпуск титана начался в США в 1948 году. Ранее чистый металл удавалось получать только небольшими партиями и в лабораторных условиях.

• В России крупную роль в развитии титанового производства сыграл завод ВСМПО, где 17 февраля 1957 года получили первый титановый слиток.

• Готовый титан редко используется сразу после восстановления: его почти всегда переплавляют и доводят до нужного химического состава и структуры.