Titanbehandling, ekstraksjon av titan fra malmer og fremstilling av titanlegeringer eller forbindelser for bruk i forskjellige produkter.
Titanium (Ti) er et mykt, duktilt, sølvfarget grått metall med et smeltepunkt på 1675 ° C (3 047 ° F). På grunn av dannelsen på overflaten av en oksydfilm som er relativt inert kjemisk, har den utmerket korrosjonsbestandighet i de fleste naturlige miljøer. I tillegg er den lett i vekt, med en tetthet (4,51 gram per kubikkcentimeter) midt mellom aluminium og jern. Kombinasjonen av lav tetthet og høy styrke gir den det mest effektive styrke-til-vekt-forholdet mellom vanlige metaller for temperaturer opp til 600 ° C.
Fordi dens atomdiameter er lik mange vanlige metaller som aluminium, jern, tinn og vanadium, kan titan lett legeres for å forbedre dens egenskaper. Som jern, kan metallet eksistere i to krystallinske former: sekskantet tettpakket (hcp) under 883 ° C (1.621 ° F) og kroppssentrert kubikk (bcc) ved høyere temperaturer opp til smeltepunktet. Denne allotropiske oppførselen og evnen til å legere med mange elementer resulterer i titanlegeringer som har et bredt spekter av mekaniske og korrosjonsbestandige egenskaper.
Selv om titanmalm er rikelig, krever den høye reaktiviteten til metallet med oksygen, nitrogen og hydrogen i luften ved høye temperaturer kompliserte og derfor kostbare produksjons- og fabrikasjonsprosesser.
Historie
Titanmalm ble først oppdaget i 1791 i Cornish strandsand av en engelsk geistlig, William Gregor. Selve identifikasjonen av oksidet ble gjort noen år senere av en tysk kjemiker, MH Klaproth. Klaproth ga metallbestanddelen av dette oksydet navnet titan, etter titanene, gigantene i gresk mytologi.
Rent metallisk titan ble først produsert i 1906 eller 1910 av MA Hunter ved Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, New York, USA) i samarbeid med General Electric Company. Disse forskerne mente titan hadde et smeltepunkt på 6000 ° C (10.800 ° F) og var derfor en kandidat for glødelampes glødetråd, men når Hunter produserte et metall med et smeltepunkt nærmere 1.800 ° C, innsatsen ble forlatt. Ikke desto mindre, Hunter indikerte at metallet hadde en viss duktilitet, og hans metode for fremstilling av det ved omsetning av titantetraklorid (TiCl 4) med natrium under vakuum ble senere kommersialisert og er nå kjent som Hunter-prosessen. Metall med betydelig duktilitet ble produsert i 1925 av de nederlandske forskerne AE van Arkel og JH de Boer, som dissoserte titantetraiodid på et varmt glødetråd i en evakuert glasspære.
I 1932 produserte William J. Kroll fra Luxembourg betydelige mengder duktilt titan ved å kombinere TiCl 4 med kalsium. I 1938 hadde Kroll produsert 20 kilo titan og var overbevist om at den hadde utmerkede korrosjons- og styrkeegenskaper. Ved starten av andre verdenskrig flyktet han fra Europa og fortsatte sitt arbeid i USA hos Union Carbide Company og senere ved US Bureau of Mines. På dette tidspunktet hadde han endret reduksjonsmiddel fra kalsium til magnesiummetall. Kroll er nå anerkjent som far til den moderne titanindustrien, og Kroll-prosessen er grunnlaget for mest aktuell titanproduksjon.
En amerikansk flyvåpenstudie utført i 1946 konkluderte med at titanbaserte legeringer var ingeniørmateriell av potensiell stor betydning, siden det nye behovet for høyere styrke-til-vekt-forhold i jetflykonstruksjoner og motorer ikke kunne tilfredsstilles effektivt av verken stål eller aluminium. Som et resultat ga forsvarsdepartementet produksjonsinsentiver for å starte titanindustrien i 1950. Tilsvarende industrikapasitet ble grunnlagt i Japan, USSR og Storbritannia. Etter at denne drivkraften ble gitt av luftfartsindustrien ga den klare tilgjengeligheten til metallet muligheter for nye bruksområder i andre markeder, som kjemisk prosessering, medisin, kraftproduksjon og avfallsbehandling.
Ores
Titan er det fjerde rikeste strukturelle metallet på jorden, bare overskredet med aluminium, jern og magnesium. Brukbare mineralforekomster er spredt over hele verden og inkluderer nettsteder i Australia, USA, Canada, Sør-Afrika, Sierra Leone, Ukraina, Russland, Norge, Malaysia og flere andre land.
De hovedsakelige mineraler er rutil, som er omtrent 95 prosent titandioksyd (TiO 2), og ilmenitt (FeTiO 3), som inneholder 50 til 65 prosent TiO 2. Et tredje mineral, leukoxen, er en endring av ilmenitt som en del av jernet er naturlig utvasket fra. Det har ikke noe spesifikt titaninnhold. Titanmineraler forekommer i alluviale og vulkanske formasjoner. Innskudd inneholder vanligvis mellom 3 og 12 prosent tunge mineraler, bestående av ilmenitt, rutil, leucoxene, zircon og monazite.
