Производство металлического титана

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИШЯТ

Химическая технология материалов современной энергетики

Химическая технология редких, рассеянных и радиоактивных элементов

Реферат на тему:

                    Производство металлического титана

Выполнил:

Студент гр.0451                        _________________                 А.А. Милейко                                                  ________________

Проверили:

Доцент каф. общей химии   _________________             Ю.Б. Швалев

и химической технологии        _________________                

Томск – 2018

Оглавление

Введение        3

1 Физико-химически закономерности процесса        7

2 Технологическая схема получения титана        9

2.1 Выплавка титанового шлака из ильменита        11

2.2 Производство четырёхлористого титана        15

2.2.1 Подготовка сырья.        15

2.2.2 Хлорирование        16

2.2.3 Конденсация и разделение продуктов хлорирования.        17

2.2.4 Ректификация        19

2.3 Магниетермический способ получения титана        21

2.4 Производство компакного титана        27

3 Экология производства титана        31

Заключение        32

Список используемых источников        34

Введение

Титан стал одним из наиболее молодых конструкционных материалов, нашедших широкое применение в технике. «Металл века», «Металл космической эры» – так называли титан его создатели, так называют его наши современники. Нет ни одного другого металла, производство которого

получило бы в последнее время столь бурное развитие. Такой большой интерес к титану объясняется уникальным сочетанием в нем физико механических свойств и значительными запасами в земной коре.

Более высокая по сравнению с другими промышленными металлами

удельная прочность, жаропрочность и выносливость при температурах

до 500–600°С, высокая вязкость разрушения (до 350–450 кгс/см), нехладноломкость при минусовых температурах вплоть до температуры

жидкого гелия, немагнитность, малые тепловые деформации из-за низкого

коэффициента линейного расширения и небольшого объемного эффекта при

фазовых превращениях, исключительная коррозионная стойкость в морской

воде и многих химически активных средах, высокая коррозионно механическая прочность и эрозионно-кавитационная стойкость – вот неполный перечень достоинств, которыми природа щедро наградила титан и благодаря которым он привлекает внимание создателей авиационно-космической техники, судостроения, химического машиностроения и многих других областей.

Наряду со многими выдающимися свойствами титан удовлетворяет основным критериям технологичности. Он имеет достаточно высокую жидкотекучесть и пластичность, удовлетворительно обрабатывается резанием, хорошо сваривается. Это предопределяет возможность изготовления из титана и сплавов на его основе слитков, фасонного литья, всех необходимых промышленности деформированных полуфабрикатов и последующего получения из них всевозможных деталей, узлов и агрегатов. По содержанию в земной коре (около 0,6 %) титан уступает лишь алюминию, железу и магнию. Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре 0,57% по массе, в морской воде 0,001 мг/л. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных - 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30% TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные      концентрации в россыпях.
     Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит CaTiSiO5. Различают коренные руды титана - ильменит-титаномагнетитовые и россыпные - рутил-ильменит-цирконовые. Месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Китая, Японии, Австралии, Индии, Цейлона, Бразилии, Южной Кореи, Казахстана [1].