Kāpēc titāns ir tik dārgs?

Mēs visi zinām, ka titāns ir dārgs, bet kāpēc tas ir dārgs? Izejvielas ir dārgas, tas ir, titāna sūklis ir dārgs. Runājot par titānu un titāna sakausējumiem, ir jāpiemin sūklis titāns. Titāna sūklis ir izejviela titāna un titāna sakausējumu ražošanai. Bez sūkļa titāna nebūtu titāna un titāna sakausējumu.

Titāna sūklis galvenokārt nāk no divu veidu minerāliem:

1) Rutils ir dzeltens līdz sarkanbrūns minerāls, kura galvenā sastāvdaļa ir TiO2, kā arī satur noteiktu daudzumu dzelzs, niobija un tantala.

2) Ilmenīts, teorētiskā molekulārā formula ir FeTi03, kurā teorētiskais TiO2 saturs ir 52,63%. Ilmenītu dabā var uzskatīt par cietu šķīdumu, kas sastāv no FeO-TiO2 un citiem piemaisījumu oksīdiem.

1940. gadā Luksemburgas zinātnieks WJKroll izmantoja magniju, lai reducētu TiCl4, lai iegūtu tīru titānu. Kopš tā laika magnija reducēšanas metode (pazīstama arī kā Kroll metode) un nātrija reducēšanas metode (pazīstama arī kā Hantera metode) ir kļuvušas par galvenajām rūpnieciskajām metodēm sūkļa titāna ražošanai. Lūdzu, ņemiet vērā, ka šeit tiek ražots "titāna sūklis", ko sauc arī par "porainu titānu". Titāna sūkļa ražošanas process galvenokārt ietver šādas darbības: ilmenīts - ieguve - rūdas apstrāde - titāna koncentrāts - bagātināšana - ar titānu bagāts materiāls - hlorēšana - neapstrādāta TiC1 - attīrīšana - tīra TiC1 - magnija reducēšana - smalcināšana - klasifikācija - sajaukšana - titāna sūklis.

Pārējie četri tālāk norādītie procesi ir galvenie procesi.

1) Hlorēšanas process: Šis ir galvenais solis titāna tetrahlorīda ražošanā. Īpašas metodes ietver hlorēšanu ar vārīšanu, hlorēšanu ar kausētu sāli un vertikālo hlorēšanu krāsnī. Pašlaik visbiežāk izmantotā metode ir hlorēšana ar vārīšanu. Augstas temperatūras un hlora gāzes ietekmē ar titānu bagāts materiāls reaģē ar cietu oglekli saturošu reducētāju, veidojot titāna tetrahlorīdu. Izkausētā sāls hlorēšana un vertikālā hlorēšana krāsnī izmanto attiecīgi izkausētā sāls barotni un vertikālās hlorēšanas krāsni hlorēšanas reakcijai.

2) Rafinēšanas process: titāna tetrahlorīds ir jāattīra un jāattīra, lai noņemtu piemaisījumus ar augstu viršanas temperatūru un zemu viršanas temperatūru. Parasti izmantotās rafinēšanas metodes ietver destilāciju un ķīmiskās metodes. Destilācijas metode izmanto efektīvu peldošo vārstu destilācijas torni, savukārt ķīmiskajā metodē izmanto alumīnija pulveri, lai noņemtu vanādiju un citas metodes.

3) Reducēšanas-destilācijas process: rafinēts titāna tetrahlorīds reaģē ar izkausētu metālu magnija augstā temperatūrā, veidojot sūkļveida titāna metālu un izkausētu magnija hlorīdu. Pēc tam magnija hlorīds un magnija pārpalikums titāna sūklī tiek noņemti ar vakuumdestilāciju, lai iegūtu tīru titānu.

4) Elektrolītiskais magnija process: elektrolītiskais magnijs ir viens no galvenajiem posmiem titāna sūkļa ražošanā. Daudzpolāri elektrolītiskie elementi un magnija elektrolītiskās šūnas bez starpsienām tiek plaši izmantotas ārzemēs, savukārt vietējā tehnoloģija ir salīdzinoši atpalikusi, kā rezultātā tiek patērēts liels enerģijas patēriņš un hlora patēriņš. Pēdējos gados jaunas vietējās rūpnīcas pakāpeniski ir ieviesušas progresīvas liela mēroga elektrolītiskās šūnas, kas ir uzlabojušas ražošanas tehnoloģijas un samazinājušas izmaksas.

Izejmateriāla titāna sūkļa cena 2005. un 2006. gadā sasniedza 2700 ASV dolārus par tonnu. Vēlāk, atklājoties tehniskajām vājajām vietām izejvielu jomā, titāna sūkļa ražošanas hlorēšana, attīrīšana un elektrolīze. Aptuveni 2017. gadā titāna sūkļa cena tika koriģēta līdz 1100 ASV dolāriem par tonnu. Līdz 2024. gadam titāna sūkļa cena uzrādīja tendenci "atvērties augstu un iet zemu". Titāna sūkļa cena gada sākumā bija augsta, taču, mainoties tirgus piedāvājumam un pieprasījumam, cena pamazām saruka. Līdz šim titāna sūkļa cena ir samazinājusies par aptuveni 7 $000/t, sasniedzot jaunu vēsturiski zemāko līmeni.

Pat zemākajā punktā titāna sūkļa cena joprojām ir USD 6/kg. Tā kā titāna sūklis ir dārgs, titāns un titāna sakausējumi ir dārgi. Titāna sūkļa ražošanas un attīrīšanas process ir ļoti sarežģīts. Ražošanas procesam ir nepieciešamas arī augstas temperatūras iekārtas, kas patērē lielu enerģiju, un vakuuma vide. Enerģijas izmaksu pieaugums tieši ietekmē arī tā augsto cenu. Tādējādi titāna sakausējumu cena joprojām ir augsta.

Populāri tagi: kāpēc titāns ir tik dārgs? Ķīna kāpēc titāns ir tik dārgs? ražotāji, piegādātāji, rūpnīca