Совет 1: Как добывают титан

Массовое производство титана началось в 40-е годы XX века. Главной особенностью металла является его прочность, а из-за высокой температуры плавления он широко используется в военной и химической промышленности. По сравнению с другими металлами, титан добывается сравнительно в небольших количествах, что связано с высокой стоимостью работ по его обработке.
Инструкция
1
Для получения титана добываются руды с его содержанием – ильменит, рутил и титанит. Рутил имеет меньшее количество посторонних примесей, а потому он чаще служит в качестве исходного материала для добычи. Часто металл добывается из шлака – расплав, оставшийся после обработки ильменитовых руд.
2
Если извлечение происходит из шлака, титан получается в губчатом виде. После этого материал переплавляется на слитки в вакуумных печах с добавлением легирующих добавок, если изготавливается сплав. Легирование – добавление примесей, улучшающих свойства материала.
3
Другой способ получения титана – магниетермический. Сначала добываются титаносодержащие руды, перерабатываемые в диоксид. При очень высокой температуре добавляются хлор и магний. Полученный состав нагревается в вакуумных печах, где происходит испарение ненужных элементов и остается лишь металл.
4
Гидридно-кальциевый метод состоит в том, что сначала химическим способом получается гибрид титана, а затем полученный состав разделяется на титан и водород. Процесс также проходит в вакуумных печах. При электролизном методе получение металла производится при помощи тока высокой силы.
5
Для получения материала иодидным способом применяется химическое взаимодействие вещества, из которого получается материал, с парами йода. После этого полученное вещество разогревается при высокой температуре и получается нужный металл. Данный способ является наиболее дорогостоящим и эффективным. При иодидном разложении получается чистый титан, не содержащий примесей.
6
В промышленности чаще всего применяется магниетермический метод, который позволяет получить больше материала за минимальное количество времени и небольшие финансовые затраты.

Совет 2: Титан как химический элемент

Титан — химический элемент IV группы периодической системы Менделеева, он относится к легким металлам. Природный титан представлен смесью пяти стабильных изотопов, известно также несколько искусственных радиоактивных.
Инструкция
1
Титан считается распространенным химическим элементом, его содержание в земной коре составляет около 0,57% по массе. Среди конструкционных металлов от занимает четвертое место по распространенности, уступаю алюминию, железу и магнию. В свободном виде этот металл не встречается. Больше всего титана содержится в основных породах базальтовой оболочки, меньше всего — в ультраосновных породах.
2
Среди горных пород, обогащенных титаном, наиболее известны сиениты и пегматиты. Существует более 100 минералов титана, в основном магматического происхождения, важнейшие из них: рутил и его более редкие кристаллические модификации - анатаз и брукит, титанит, титаномагнетит, перовскит и ильменит. В биосфере титан рассеян, этот химический элемент считается слабо мигрирующим.
3
Титан существует в двух аллотропических модификациях: ниже 882°С устойчива его форма с гексагональной плотноупакованной решёткой, выше этой температуры — с объемно-центрированной кубической.
4
Технический титан, который используется в промышленности, содержит примеси азота, кислорода, железа, углерода и кремния, снижающие его пластичность и повышающие прочность.
5
Чистый титан — химически активный переходный элемент, в соединениях он имеет степень окисления +4, реже +2 и +3. Из-за наличия на поверхности металла тонкой и прочной оксидной пленки он устойчив к коррозии при температуре до 500-550°С, с кислородом воздуха этот металл начинает заметно взаимодействовать при температуре выше 600°С.
6
В процессе механической работы тонкая титановая стружка может возгораться, если в окружающей среде достаточная концентрация кислорода, а окисная пленка повреждена ударом или трением. Возможно загорание титана при комнатной температуре даже в сравнительно крупных кусках.
7
Плавку и сварку титана проводят в вакууме или в атмосфере нейтрального газа, поскольку в жидком состоянии окисная пленка не защищает металл от взаимодействия с кислородом. Титан способен поглощать водород и атмосферные газы, при этом образуются хрупкие сплавы, которые не пригодны для практического использования.
8
Титан устойчив к воздействию азотной кислоты в любой концентрации, за исключением красной дымящейся, она вызывает растрескивание металла, причем данная реакция может протекать со взрывом. С титаном реагируют следующие кислоты: соляная, концентрированная серная, плавиковая, щавелевая, трихлоруксусная и муравьиная.
9
Технический титан применяется для изготовления емкостей, трубопроводов, насосов, арматуры и других изделий, которые постоянно находятся в агрессивных средах. Им покрывают детали, выполненные из стали, используют для изготовления оборудования пищевой промышленности, а также в восстановительной хирургии.
Видео по теме
Источники:
  • ХиМиК.ру, Титан (хим. Элемент)
Видео по теме
Обратите внимание
Высокая стоимость получения металла объясняется тем, что в свободном виде он не встречается нигде, а потому требует проведения химических реакций для отсоединения от других элементов.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500