· Titánipari lánc
· A titánipari lánc a következő négy részre osztható:
·1. Elsődleges ásványok, például ilmenit és rutil dúsítása magasabb minőségű koncentrátumok előállítása érdekében fizikai módszerekkel
·2. A koncentrátum újrafeldolgozása és tisztítása révén nagy tisztaságú titán-dioxid keletkezik, amelyet a titán-dioxid iparban használnak fel.
A titánszivacs a 98,5%-99,7%-os szivacsos fém-titán tisztaságára utal, a titán-tetrakklorid magnéziummal vagy nátriummal történő redukálásával. Ez a titán ipari gyártás legfontosabb nyersanyaga. A titánszivacs a fém titángyártásának elsődleges terméke, amelyet tovább kell önteni, hogy titántömböt, nevezetesen ipari tisztaságú titánt kapjanak, majd feldolgozzák a megfelelő titánanyaggá vagy titánötvözetté.
· Titán szivacs készítése: Jelenleg az iparban főként magnézium hőredukciós módszer (Kroll), nátrium hőredukciós módszer (Hunter módszer) és olvadt só elektrolízises módszer létezik. A magnézium termikus redukciós módszerének előnye, hogy a magnézium redukálószer újrahasznosítható, és egyetlen kemence kapacitása nagy. Ezzel szemben a nátrium-termikus redukciós módszer termékminősége jobb, a fémszennyeződés-tartalom alacsony, de az egyetlen kemence gyártási kapacitása kicsi, a nátriumfogyasztás nagy. Az olvadt só elektrolízis módszere még mindig félig ipari tesztelési stádiumban van.
· A titán-dioxid és alkalmazásai
·
A titán-dioxidot (TiO2) egy nagyon stabil oxid, kiváló optikai és pigmenttulajdonságokkal, főként fehér szervetlen pigmentként használják. Nem mérgező, legjobb opacitása, legjobb fehérsége és fényereje a fehér pigment legjobb teljesítményének tekinthető a világon, széles körben használják festékben, műanyagban, papírban, nyomdafestékben, vegyi szálban, gumiban, kozmetikumokban és egyéb termékekben. iparágak.
· Két ipari termelési módszer létezik a titán-dioxid, a kénsav módszer és a klorid módszer: a kénsav módszer kiforrott gyártási folyamattal és egyszerű berendezéssel rendelkezik, de a hátránya a hosszú gyártási folyamat és a súlyos környezetszennyezés; A klórozási technológia fejlett, nagy kapacitású, kiváló termékminőség, fehérség és szemcseméret-eloszlási tartomány szűk, ugyanakkor a klór újrahasznosítható, hátránya, hogy túl szigorúak az alapanyagra vonatkozó követelmények, az alapanyagnak TiO2-nak kell lennie. tartalom 90%-95% természetes vagy mesterséges rutil vagy titán salak.
· A titán-dioxid gyártási folyamat kénsavas eljárása
· Klórozott titán-dioxid gyártási folyamat
· A titán-dioxid három kristályformában áll rendelkezésre: rutil, anatáz és lemeztitán. Ezek közül a lemeztitán nem használható pigmentként, és az iparban használt fő pigment az anatáz típusú és a rutil típusú titán-dioxid.
· Az Anattype titán-dioxid előnyei a nagy tisztaság, a finom és egyenletes részecskék, a jó optikai tulajdonságok, az erős törőerő, a nagy elszíneződési képesség, az erős rejtőképesség, az alacsony olajabszorpció, a magas vízdiszperzió, és főleg festékekben, tintában, vegyi anyagokban használják. rost-, gumi-, üveg-, kozmetikai-, szappan-, műanyag- és papírgyártás. Rutil-titán-dioxid az anatáz titán-dioxid előnyei mellett, de jobb időjárásállósággal és fedőképességgel is rendelkezik, főként fejlett ipari pigmentekben, fényes latex bevonatokban, műanyagokban, gumi anyagokban, nagyobb elszíneződéssel és gyors napsugárzással, fejlett papírbevonat rétegben és viaszpapír. A pigment teljesítménye alapján a rutil-titán-dioxid jobb, mint az anatáz-titán-dioxid, a rutil-titán-dioxid és a felületbevonat-termékek többsége. 2010-ben hazánkban a rutil-titán-dioxid a teljes titán-dioxid 57%-át tette ki, ami jóval kevesebb, mint a világszint 90%-a. Hazánkban a rutil-titán-dioxid arányán a jövőben még van mit javítani.
· Jelenleg a titán-dioxid-ipar három fő kiigazításon megy keresztül: (1) a világ titán-dioxid-termelésének növekedése viszonylag lassú, és az ázsiai-csendes-óceáni térség, különösen a titán-dioxid-termelés gyors növekedése Kínában, a világ titán-dioxid-ipara. az ázsiai-csendes-óceáni térségben, különösen Kínában a helyzet átvitele nagyon nyilvánvaló; (2) A titán-dioxid-teljesítmény utáni magasabb követelményeket támasztva a titán-dioxid-bevonatkezelés fontos eszközzé vált, továbbra is számos speciális titán-dioxid jelenik meg, a titán-dioxid-ipar az általános ellátástól a fejlesztési irány felé halad. a speciális kellékek ára emelkedik; (3) A titán-dioxid két típusra osztható: anaton típusú és rutil típusú. Bár az anaton típusú titán-dioxid magas költséghatékonysága miatt még mindig a piaci részesedés egy részét foglalja el, a rutil típusú titán-dioxid kiváló teljesítményével továbbra is az iparág jövőbeli fejlődésének általános trendje. Hazánkban a titán-dioxid termékszerkezetében a rutil-titán-dioxid aránya növekszik, mintegy 57%-ot tesz ki, de még mindig jóval alacsonyabb, mint a világ 90%-a. A titán-dioxid termék szerkezete hazánkban aktívan hajlamos a rutil titán-dioxid irányváltására. Összefoglalva, a titán-dioxid ipar hazánkban, különösen a speciális rutil titán-dioxid kilátása továbbra is ígéretes.
· Titán fém és titánötvözet alkalmazások
· A titán fontos szerkezeti fém, amelyet az 1950-es években fejlesztettek ki. A titánötvözet jellemzői: alacsony sűrűség, nagy fajlagos szilárdság, jó korrózióállóság, alacsony hővezető képesség, nem mérgező és nem mágneses, hegeszthetőség, jó biokompatibilitás, erős felületi díszítés, és széles körben használják a légi közlekedésben, a repülésben, a vegyiparban, a kőolajiparban, elektromos energia, orvostudomány, építőipar, sportszerek és egyéb területek. A világ számos országa felismerte a titánötvözet anyagok jelentőségét, és végzett kutatás-fejlesztést és a gyakorlatban is alkalmazták.
· 2011-ben a kereskedelmi repülésben a titán globális felhasználása elérte a 46%-ot, a katonai titán 9%-ot (főleg a katonai repülés), és a légiközlekedési ágazatban a teljes titánfogyasztás meghaladta az 50%-ot; A titán ipari felhasználása 43%-ot, a feltörekvő piacok pedig 2%-ot tettek ki.
· Egyértelmű regionális különbségek vannak a titántermékek iránti kereslet szerkezetében. Észak-Amerikában és az Európai Unióban, különösen az Egyesült Államokban, ahol fejlett repülőgép- és védelmi ipar található, a titántermékek iránti kereslet mintegy 50%-a a repülőgépiparból és a védelmi iparból származik. Japánban a vegyiparból és más iparágakból származó ipari titán uralja a keresletet. A Japan Titanium Association szerint az űrhajózás Japán titánszükségletének csak 2-3%-át teszi ki. Hasonlóan Japánhoz, Kínában a titántermékek iránti kereslet nagy része a vegyipari és energiaágazatból származik, és a repülőgépipar csak 10%-át teszi ki. Míg Kína a világ egyik legnagyobb fémtermelőjévé és fogyasztójává vált, a termelés nagy része az alacsonyabb minőségű titánra korlátozódott, amelyet kerékpárvázakban, golfütőkben vagy csövekben használnak a vegyiparban a korrózió elleni védelem érdekében. Az elmúlt években azonban a repülőgépiparban használt titán mennyisége jelentősen megnőtt Ázsiában, ami azt mutatja, hogy a titánpiac kilátásai viszonylag fényesek.
· Repülési ágazat
· A repülésben használt titán a nyugati országokban koncentrálódik, különösen az Egyesült Államokban, ahol a titán anyagok 60%-át ezen a területen használják fel. Az ázsiai országok, Japán és Kína a titán körülbelül 10%-át teszik ki ezen a területen. Az ázsiai repülőgépipar elmúlt évekbeli gyors fejlődésével azonban a titán felhasználása a repülőgépiparban ennek megfelelően növekedni fog. Globális szempontból a légiközlekedési ipar meghatározó szerepet játszik a titánpiacon. Történelmileg a titánipar nagy ciklusai szorosan összefüggenek a repülési ipar lehűlésével és felmelegedésével.
· 2011-ben a titánanyagok globális termelése elérte a 148,000 tonnát, ebből körülbelül 64,000 tonna a kereskedelmi repüléshez használt titánanyag. A légi közlekedés iránti kereslet továbbra is hatalmas a jövőbeli globális gazdasági növekedésben, és az új repülőgépek iránti kereslet várhatóan körülbelül 30,000 lesz a következő 20 évben. Eközben az új repülőgépek titánja iránti kereslet nagyobb, mint a régi repülőgépeké. Becslések szerint a kereskedelmi repülőgépek titán iránti átlagos kereslete 20 éven belül eléri a 40 tonnát/repülőgépet; E számítás szerint a következő 20 évben a globális kereskedelmi légiközlekedési ipar mintegy 1,2 millió tonnával növeli a titán anyagok iránti keresletet, az összetett éves növekedési ráta körülbelül 17%, az átlagos éves növekedés pedig 60,{{ 15}} tonna. A polgári repülési titánipar gyors növekedést fog mutatni. A katonai repülésben is új lehetőségek nyílnak meg; A katonai légiközlekedési szektorban is várhatóan új kereslet mutatkozik majd a globális geopolitikai feszültségek miatt a világ országaiban megnövekedett katonai kiadások miatt.
· Polgári utasszállító repülőgépek
· A titánötvözetek fő felhasználási területei a repülőgépekben a következők:
·(1) Szerkezeti súly csökkentése és szerkezeti hatékonyság javítása: A fejlett harctechnológiai teljesítmény (például szuperszonikus repülőgépek) megköveteli, hogy a repülőgép viszonylag alacsony szerkezeti súlytényezővel rendelkezzen (azaz a karosszériaszerkezet tömege/repülőgép normál felszálló tömege), a titánötvözet pedig a közepes szilárdságú acélhoz közeli, de alacsony sűrűségű szilárdsági jellemzők a szerkezeti acél és a magas hőmérsékletű ötvözet helyett nagymértékben csökkenthetik a szerkezet súlyát, de költségeket is megtakaríthatnak; Példaként a hajtóművet tekintve a statisztikák azt mutatják, hogy a repülőgép-motor minőségének minden egyes kilogrammjával csökken a használati költség körülbelül 220-440 USD-vel.
·(2) Megfelel a magas hőmérsékletű alkatrészek használatára vonatkozó követelményeknek: A titánötvözet jó hőállósággal rendelkezik, például az általánosan használt Ti-6Al-4V 350 fokon képes működni. hosszú ideig, így a repülőgép magas hőmérsékletű részei (például a hátsó törzs stb.) helyettesíthetik az alumíniumötvözetet, amely a magas hőmérsékleti teljesítmény miatt nem felel meg a követelményeknek; A TC11 hosszú ideig 500 fokon tud működni, és helyettesítheti a szuperötvözetet és a rozsdamentes acélt a motor kompresszor részében.
·(3) Teljesítse a kompozit szerkezetekkel való illesztés követelményeit: A szerkezeti súly csökkentése és a lopakodó követelmények teljesítése érdekében a kompozitokat széles körben használják a fejlett repülőgépekben. A titánötvözet és a kompozit anyagok szilárdsága és merevsége jól illeszkedik, ami jó súlycsökkentő hatást érhet el. Ugyanakkor, mivel a kettő potenciálja viszonylag közel van, nem könnyű galvanikus korróziót előidézni, ezért a szerkezeti részek és a rögzítőelemek megfelelő részein titánötvözetet kell használni.
·(4) Megfelel a magas korrózióállóság és a hosszú élettartam követelményeinek: A titánötvözetek nagy fáradási élettartammal és kiváló korrózióállósággal rendelkeznek, ami javíthatja a szerkezet korrózióállóságát és élettartamát, és megfelel a fejlett repülőgépek nagy megbízhatósága és hosszú élettartama követelményeinek. és motorok.
· Katonai repülőgépek
A katonai fegyverek fejlesztése és beszerzése a hordozhatóság és a rugalmasság felé halad. A vadászrepülőgépek harci teljesítménykövetelményeinek teljesítése érdekében a fejlett tervezési technológia alkalmazása mellett kiemelkedő teljesítményű anyagok és fejlett gyártási technológia alkalmazása szükséges. Az egyik fontos intézkedés a nagyszámú titánötvözet kiválasztása és a fejlett titánötvözetek alkalmazási szintjének javítása. Az 1960-as évek óta évről évre nőtt a titán mennyisége a külföldi katonai repülőgépekben. Jelenleg az Európában és az Egyesült Államokban tervezett különféle fejlett katonai vadászgépekben és bombázógépekben a titánötvözet mennyisége stabilan több mint 20%, és a titán aránya az új modellekben jelentősen növekszik.
· Autóipar
· Az üzemanyag-fogyasztás és a veszélyes hulladékok (CO2, NOX stb.) kibocsátásának csökkentése az autóipar technológiai fejlődésének egyik fő hajtóereje és iránya lett. A kutatások azt mutatják, hogy a könnyű súly hatékony eszköz az üzemanyag-megtakarítás és a környezetszennyezés csökkentése érdekében. A jármű minőségének minden 10%-os csökkenésével az üzemanyag-fogyasztás 8%-10%-kal, a kipufogógáz-kibocsátás pedig 10%-kal csökkenthető. Vezetési szempontból javul az autó gyorsulási teljesítménye a könnyű súly után, és javul a jármű irányíthatóságának stabilitása, a zaj és a rezgés. Az ütközésbiztonság szempontjából, miután az autó könnyű súlyú, az ütközés során kicsi a tehetetlenség, és csökken a fékút.
· Az autóipari könnyűsúlyozás előnyben részesített megközelítése az, hogy a hagyományos autóipari anyagokat (acélt) nagy fajlagos szilárdságú könnyű anyagokkal helyettesítik, mint például alumínium, magnézium, titán stb. 2009-ben az autóipari titán globális mennyisége elérte a 3-at,{{2} } tonna. A titánt évek óta használják versenyautókban. Jelenleg a titán anyagokat szinte használják a versenyautókban. A titánt Japánban több mint 600 tonnáig használják.
· A titán gépjárművekben való használatának előnyei a következők: súlycsökkentés és alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás; Javítja az erőátviteli hatást és csökkenti a zajt; Csökkentse a vibrációt, csökkentse az alkatrészek terhelését; Javítja a jármű tartósságát és a környezetvédelmet.
· Egészségügyi szektor
·
A titán széles körben alkalmazható az orvostudományban. A titán közel áll az emberi csonthoz, jó a biokompatibilitása, és nincs toxikus mellékhatása az emberi szövetekre. Az emberi implantátumok speciális funkcionális anyagok, amelyek szorosan kapcsolódnak az emberi élethez és egészséghez. Más fémanyagokhoz képest a titán és titánötvözetek használatának előnyei a következők: 1 könnyű súly; 2. Alacsony rugalmassági modulus; 3 Nem mágneses; 4 Nincs toxicitás; 5 Korrózióállóság; Nagy szilárdság és jó szívósság. A sebészeti implantátumokban használt titánötvözetek mennyisége évente 5%-7%-kal növekszik. Titán és titánötvözet combcsontfejből, csípőízületből, humerusból, koponyából, térdízületből, könyökízületből, vállízületből, kézközép-ujjízületből, állkapocsból, szívből, veséből, értágítóból, sínekből, protézisekből, rögzítőkből és több száz fém alkatrészből az emberi test, jó eredményeket ért el, magas értékelést kapott az orvostársadalomtól.
· Vegyipar
· A titánt a nemzetgazdaság számos ágazatában széles körben használják kiváló korrózióállóságának, mechanikai tulajdonságainak és eljárási tulajdonságainak köszönhetően. Különösen a vegyi gyártásban titánt használnak rozsdamentes acél, nikkel alapú ötvözet és más ritka fémek helyett korrózióálló anyagként. Ennek nagy jelentősége van a kibocsátás növelése, a termékminőség javítása, a berendezések élettartamának meghosszabbítása, a fogyasztás csökkentése, az energiafogyasztás csökkentése, a költségek csökkentése, a környezetszennyezés megelőzése, a munkakörülmények javítása és a munkatermelékenység javítása szempontjából.
· A titán a vegyipari berendezések egyik fő korróziógátló anyagává vált, és megerősítette pozícióját a vegyi berendezések korrózióállóságában. A vegyipari berendezések ideális anyagaként a titán a mérnökök és technikusok körében is egyre nagyobb figyelmet kap.
· Több éves promóció után a titánt és ötvözeteit széles körben használták kiváló korrózióálló szerkezeti anyagként a vegyiparban. Jelenleg a titán berendezések alkalmazását a kezdeti szóda- és nátronlúg-ipartól kiterjesztették a klorát, ammónium-klorid, karbamid, szerves szintézis, színezékek, szervetlen sók, peszticidek, szintetikus szálak, műtrágyák, finomvegyszerek és más iparágakra, és a berendezések típusa kicsiből és egyszerűből a nagy és változatossá fejlődött.
· A felmérés eredményei azt mutatták, hogy a titán hőcserélők 57%-át, a titán anódok 20%-át, a titán edények 16%-át, míg mások 7%-át. A vegyiparban a "két lúg", a legnagyobb mennyiségű titán hőcserélő vegyi berendezések.
· Az elmúlt években a titán anyagok gyártási technológiája Kínában gyorsan fejlődött. A repülőgépiparban használt titán, a katonai és az autókban használt titán gyorsan nőtt, különösen az űrhajózás területén, és a tendencia felzárkózni a vegyiparban használt titánhoz. Általánosságban elmondható, hogy a vegyipari titán műszaki tartalma kicsi, a termékek hozzáadott értéke alacsony, és a vegyiparban használt titán aránya fokozatosan fokozatosan csökkenni fog.
· Offshore mérnöki tevékenység
· A tudomány és technológia fejlődésével és a szárazföldi erőforrások kimerülésével napirendre került az óceánok emberi kiaknázása és hasznosítása. A titán kiváló korrózióállósággal rendelkezik a tengervízzel szemben, és széles körben használják a tengervíz sótalanításában, hajókon, óceáni hőenergia-fejlesztésben és a tengerfenék erőforrásainak kiaknázásában.
· Hazánkban már az 1960-as években megkezdődött a titán és titánötvözet alkalmazási kutatása hajó- és óceánmérnöki berendezésekben, és rengeteg munkát végzett, alapvetően számos márkát, különböző teljesítményt, komplett fajtát és specifikációt alakított ki a Marine. titánötvözet rendszer. A titán és magának a titánötvözetnek a tulajdonságaiból adódóan egyedülálló előnyökkel rendelkezik a hajók és tengeri felszerelések alkalmazásában, így széles körben alkalmazzák nukleáris tengeralattjárókban, mélymerülő, atomenergiás jégtörőben, szárnyashajóban, légpárnásban, aknakeresőben és légcsavarban, tengervízben. csővezeték, kondenzátor, hőcserélő stb.
· Ami a hajók alkalmazását illeti, jelenleg Kínában a hajókhoz használt titán mennyisége nagyon kicsi, a hajók teljes tömegének kevesebb mint 1%-át teszi ki. Nagy fejlesztési lehetőségek rejlenek a hajókhoz és tengeri szerszámokhoz használt tartalék titán és titánötvözet területén. Ezenkívül a tengervíz-sótalanító és a part menti erőművekben, a tengervíz-sótalanító és a part menti erőművek iránti hatalmas piaci kereslet miatt hazánkban, azzal a feltétellel, hogy tovább csökkentik a titánötvözet költségét és javítják a termékminőség stabilitását, a piaci alkalmazás A titán kilátásai nagyon szélesek lesznek.
· Mindennapi élet
· A titánt széles körben használják a mindennapi életben, és mindenütt jelenlévőnek írható le, például golffejeknél, kerékpárvázakban, teniszütőknél, kerekesszékeknél, szemüvegkereteknél stb.
· A titán alkalmazása a sportszerekben könnyű súlyának és nagy szilárdságának köszönhetően fokozatosan kiterjedt a legkorábbi teniszütőktől és tollaslabda ütőktől a golffejekig, ütőkig és versenyautókig. 2008-ban a sportos szabadidő a kínai teljes fogyasztás 13%-át tette ki, ezen belül a golffejekben és -ütőkben használt titán mennyisége önmagában meghaladta az 1,000 tonnát. A titánötvözetből készült kerékpárvázak is népszerűek. Jelenleg közel 50 cég gyárt titán kerékpárokat, és az Egyesült Államok régóta a titán kerékpárok legnagyobb gyártója és fogyasztója. A titán könnyű tulajdonságait a keretre is alkalmazzák, és a titán nem könnyen allergiás a bőrre, és a titán felülete az anódos kezelés után ragyogó színt kaphat, ezért a 80-as évek eleje óta alkalmazzák a keretre.
Az elmúlt években a titán alkalmazása az emberi mindennapi életben bővült, a fejlesztési sebesség nagyon gyors, az alkalmazási technológia pedig érettebb és tökéletesebb. Az Egyesült Államok és Japán az élen jár a mindennapi használatra szánt titán terén.
