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Nouvelles de la société
Technologie de traitement titane
Apr 22, 2016

Technologie de traitement titane


Titane possède des caractéristiques uniques de résistance spécifique élevée, résistance aux températures élevées, faible densité, la résistance à la corrosion forte.


Comme une sorte de structure en titane métal contenu dans la croûte à la quatrième ligne, le deuxième seulement à fer, aluminium, magnésium, nickel, plus que la somme de cuivre, chrome, plomb, d’étain et de zinc.


Toutefois, le système actuel de production de titane est très complex, et le coût est élevé. Le titane est cher parce que le métal du minerai au procédé d’affinage est un processus multi-étapes discontinu, à hautes températures.


Cet article sera tout d’abord décrire la technologie actuelle de titane, puis discuter les quatre plus prometteuses pour réduire le coût du titane. Ces méthodes incluent la méthode Kroll, Hunter et Armstrong de Cambridge.


1 la méthode d’extraction actuel de titane


La production de titane métal proviennent de Jin Hongshi (TiO2) a commencé. Coke de rutile et de pétrole, ensemble, à


1000 de la température DEG C (1830 degrés Fahrenheit), dans un réacteur à lit fluidisé par traitement de chloration, à


production de TiCl4.


CO2 + C, TiO2, TiCl4 + 2Cl 2


Production de titane peut aussi être démarrée à d’autres matériaux de faible coût, tels que le minerai de fer de titane ou de scories,


mais ils contiennent plus de fer et autres impuretés. Le TiCl4 liquide a été purifiés et environ 90 % de la


oxydation du TiCl4 de TiO2, utilisés dans l’industrie des pigments.



TiCl4 est un point de départ de tous les processus d’affaires. Les deux principales raisons de TiCl4 début est TiCl4 avec


séparation haute pureté, le titane et l’oxygène.



2 méthode de Kroll


Kroll et le commandant DuPont en 1948 mis au point par rapport à l’utilisés actuellement ne change pas beaucoup, elle principalement


comprend les étapes suivantes. Sécher et nettoyer l’évaporateur sous vide en acier inoxydable et argon. Ensuite pour la réduction

TiCl4 magnésium dans le cuit-vapeur. La vapeur est chauffée à 800 degrés jusqu'à 900 DEG C (1470 degrés Fahrenheit


à 1650 degrés Fahrenheit) et puis TiCl4 lentement dans le cuit-vapeur. Réaction de réduction de magnésium de TiCl4 :


TiCl4 + 2Mg, Ti + 2MgCl2


Avec la réduction de MgCl2 souligne périodique. Quelques jours plus tard, l’arrêt de la vapeur dépend de la taille,

réaction, montée en pression vapeur.


En ce moment, encore environ 30 % de la réaction de magnésium. La formation d’une semblable titane spongieux métal matière poreuse.


Maintenant dans le cuiseur vapeur titane (Hai Miantai), le magnésium n’a pas réagi et certains MgCl2. Ces impuretés peuvent être


enlevé par distillation à la lixiviation ou sous vide. Distillation sous vide en augmentant la température de l’évaporateur et sous vide pour éliminer mg n’a pas réagi et MgCl2 et le reste de l’éponge de titane.


Ensuite, ouvrez le réacteur, enlèvement de titane. L’éponge de titane découpé de 0,6 cm (0,25 andquot ;) bloquer, ajout d’alliage de métal, il peut y avoir certains titane ferraille, puis fondue en lingots. Afin d’assurer l’uniformité et l’enlèvement des scories et lingot de refusion à un ou plus de deux fois.



Dès le début, certaines personnes critiqué Krolland #39 ; méthode s de coût élevé et faible efficacité. Il s’agit d’un lot d’étapes, dont beaucoup ont labor haute intensité. Cependant, en dépit de 50 ans produit une variété de nouvelles technologies, mais personne ne peut le remplacer. En fait, Kroll fait un peu de changement. La principale différence est que la taille de l’évaporateur, à la distillation réduction et vide de magnésium dans le même réacteur.



Huntfa et Kroll étaient très semblables, mais a été remplacé avec le magnésium du sodium. Même si la méthode est similaire, mais la méthode Hunter coût légèrement plus élevé, par conséquent, la méthode Hunter est utilisée seulement en petits lots, production de poudres spéciales haute pureté.



Il y a peu de recherches théoriques sur Krolland #39 ; Loi de s, il y a beaucoup de choses que les gens veulent apprendre. Des travaux récents de Okabe et coll. Showed que Kroll et réactions Hunter peuvent être interprété comme une réaction chimique électrique. Une meilleure compréhension de la Krolland #39 ; s droit volonté aident les gens à améliorer leur.


Peuvent être améliorés qui peuvent inclure réduisant la quantité de magnésium excès ou à réduire le nombre de grades de titane en raison de la contamination des murs, ou meilleur contrôle du nitrure de. Il est même possible d’améliorer la méthode Kroll ou le Hunter, afin qu’ils puissent en permanence.



Si vous voulez faire une amélioration révolutionnaire à la Loi de Kroll, il semble peu probable à réduire ses prix de manière significative, mais peut également réduire le coût du titane en faisant progressivement quelques petits changements.



méthode d’électrolyse 3



En 1953, Kroll a prédit que 15 ans plus tard, le procédé d’électrolyse serviront à produire de titane. Mais pourquoi, après plus de 50 ans, il n’y a que toujours aucune plante commerciale titane électrolytique a construit ?


Les gens ont compté sur l’électrolyse d’apporter le même effet que l’introduction de la méthode de Hall-Héroult, ce qui réduit considérablement le coût de production de l’aluminium. Avant de Hall-Héroult, réduction de sodium aluminium, coûte plus cher que l’or. Toutefois, en raison de la grande différence entre le titane et d’aluminium, il est plus difficile à produire titane par électrolyse.



D’une part, du point de fusion du titane est de 1000 degrés (1800 degrés Fahrenheit), supérieures à celle de l’aluminium. C’est pourquoi, jusqu'à présent, tous la méthode électrolytique de la production de titane solide a ramifié et en raison du retard et a été perdu à une perte d’électrolytes.


Dans le bain électrolytique en aluminium, seul un état stationnaire et a deux valence, titane. Cet état de valence multi causé par la perte d’efficacité d’électrons.


Mais le principal problème est qu’électrolyse ne peut pas être moins cher que la méthode Kroll, puisque les deux sont à partir de TiCl4.


Une analyse économique montre que Kroll devrait être sauvée que méthode électrolytique. Mais certaines entreprises ne sont pas en mesure de le prouver.



La méthode électrolytique est devenu un champ de recherche principal de l’extraction de la puissance. Mais n’a jamais été



industriels de production. La réalité est que nous avons dépensé des centaines de milliers de dollars pour construire l’usine, puis abandonné le projet.



Une partie de la raison est due à un processus de développement de temps est plus long que le cycle du marché titane, pas un


usine pilote dans le ralentissement du marché peut être épargné. Une autre raison possible est que la croissance du marché titane

relativement lent. En fait, les producteurs commerciaux sont également réduits. En 1958, aux États-Unis, au moins 6


éponge de titane de sociétés productrices, mais pour l’instant seulement une Timet. Il a aussi fait valoir que, l’électrolyse est


jamais plus que la méthode Kroll et à faible coût.



Titane peut être produit par électrolyse, le problème est l’économie. GTT Marco Ginatta de continuer à utiliser des


chloration, et a a Turin en Italie a construit une usine de grande production expérimentale. Peut-être un jour à


remplacer l’usine de production de plante Kroll électrolyse industrielle, mais au début de la méthode d’électrolyse TiCl4 pour réduire considérablement le prix du titane semble peu probable.


4 Cambridge FFC


L’autre est l’Université de Cambridge Derek Fray annonce une méthode de réduction plus radicale, faire apparaître.


Dans cette méthode, TiO2 a été pressé par un plomb, puis dans un bain de 950 DEG C (17,4 degrés Fahrenheit)


et le chlorure de calcium (CaCl2) comme électrode de graphite et de la cathode que l’anode. Lorsque le courant est appliqué, le


l’oxygène est ionisé et dissoute dans le bain de CaCl2. Parce que le prix de l’oxygène en solution, en éliminant deux


problème d’ion valent titane. Cette méthode de production de titane contenant seulement 60ppm, taille kg d’oxygène.


La méthode commence par Jin Hongshi, donc la théorie devrait réduire considérablement le coût de production de titane.



Cependant, Jin Hongshi n’est pas une pure TiO2. Doit trouver un substitut à une méthode de purification de chlorure.


En outre, une des raisons est d’être séparé de la chloration de l’oxyde de titane. Beaucoup de la


ancien travail de production sur la teneur en oxygène titane ont échoué.


Afin de rendre le processus peut être effectué en douceur, non seulement exige TiO2 électrolyse pour réussir,


mais aussi de trouver une source moins cher de TiO2 pure. De l’échelle de production au processus de


industrialisation tonne est encore un long chemin à parcourir. Parce que cette méthode a réduit considérablement le coût de


titane potentiel, digne d’étude.



5 titane en poudre



Méthode d’Armstrong (développée par la poudre de titane internationale à Chicago) est considéré comme un


amélioration de la Loi de Hunter. Titane en poudre est produite dans un processus continu, plutôt qu’une méthode de traitement par lots.


Méthode d’Armstrong est la production de titane par réduction du sodium et de chlorure de titane quatre.


Dans cette méthode, TiCl4 vapeur d’eau en sodium fondu. Débit de sodium dépasse la réduction stoechiométrique de sodium TiCl4. L’excès de sodium le produit de réaction, de refroidissement et apportez-les à l’étape de séparation, l’enlèvement de l’excès de sel et de sodium. Le produit de réaction est un flux continu de poudre.


Ce processus est utilisé pour produire le vanadium aluminium / alliage de titane.



Poudre de titane international a produit de grandes quantités de titane à l’aide de cette méthode. L’analyse faite par le département du centre de recherche énergétique en Albany a montré que la teneur en oxygène a été aussi faible que 0,2 %, avec Gr2 titane standard. Certaines poudres de titane a été fondu dans les boutons avec des échantillons d’essai de traction, également rencontrer de la résistance et ductilité de Gr2 titane.



Les avantages du Armstrongand #39 ; s méthode, c’est que c’est une méthode relativement simple pour la production de titane en poudre. Il est maintenant possible de mettre la teneur en oxygène est réduite à moins de 0,2 %, suffisant pour certaines applications en titane. Le contenu des exigences nouvelles et strictes pour certaines usines peut réduire l’oxygène.



À l’heure actuelle, la compagnie poudre de titane international est la construction des installations de génie d’effectuer plus de tests. Le système permettra à chaque essai de produire environ 5kg (11lb) de titane, mais aussi dans la construction des usines pilotes, chaque test peut produire environ 120kg (265lb) de titane.



International de titane en poudre companyand #39 ; s approche se trouve à proximité de commercialisation. Cependant, il existe encore


certains problèmes qui doivent être soulevés. Quelle sera la teneur en oxygène du produit ? Par la méthode du coût de production de titane, Armstrong sera ? Car elle aussi commence par TiCl4, le coût des matières premières est la même que celle de la méthode de Hunter. Mais la compagnie de poudre de titane international a plus d’avantages que la méthode de Hunter :



Processus de production internationale de titane en poudre est continue et fonctionnant à basse température et donc de réduire considérablement le coût du capital et du travail.

Produits ne nécessitent pas une purification supplémentaire, et la production de titane éponge méthode Hunter est nécessaire.

La poudre est adaptée pour toutes sortes d’applications, tels que la métallurgie des poudres, de pulvérisation et d’autres méthodes de traitement rapide.


Production directe de petit diamètre, poudre de haute pureté, aucun déchet.



Le sel est le seul sous-produit qui peut être divisé en sodium et chlore, qui peut être utilisé à nouveau.



Il y a un certain nombre de développement et les processus d’amélioration qui peuvent être convertis en plaques, barres ou des formes plus complexes comme les engrenages. Cependant, à présent, très peu de la poudre directement à la production de pièces en titane. Ou poudre pour dopage, le prix jusqu'à une fourchette acceptable (pièces de faible production) ; ou de grande pureté, poudre de cher, la production de pièces de haute résistance, le prix est très élevé.




Le coût des pièces de haute qualité fabriqués par la société de poudre de titane international est seulement un petit pourcentage du coût de l’usinage actuel ou la poudre de moulage. La poudre peut être utilisée comme une pièce de filet près formant des technologies comme le laser deposition et métal moulage par injection de.




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