· Lanac industrije titana
· Lanac industrije titana može se podijeliti na sljedeća četiri dijela:
·1. Oplemenjivanje primarnih minerala kao što su ilmenit i rutil za dobijanje koncentrata višeg kvaliteta putem fizičkih metoda
·2. Preradom i pročišćavanjem koncentrata, proizvodi se titanijum dioksid visoke čistoće za upotrebu u industriji titan dioksida.
Titanijumski sunđer se odnosi na čistoću 98,5%-99.7% spužvastog metalnog titanijuma redukovanjem titanijum tetrahlorida magnezijumom ili natrijumom. Najvažnija je sirovina u industrijskoj proizvodnji titana. Titanijumski sunđer je primarni proizvod u proizvodnji metala titanijuma, koji treba dalje da se liva da bi se dobio titanijumski ingot, odnosno industrijski čisti titan, a zatim preradio u odgovarajući titanijum ili leguru titana.
· Priprema titanijumskog sunđera: Trenutno u industriji postoje uglavnom metoda termalne redukcije magnezijuma (Kroll), metoda termalne redukcije natrijuma (Hunter metoda) i metoda elektrolize rastopljene soli. Prednosti metode termičke redukcije magnezija su da se magnezijum za redukciju može reciklirati i da je kapacitet jedne peći veliki. Nasuprot tome, kvalitet proizvoda metode termičke redukcije natrija je bolji, sadržaj metalnih nečistoća je nizak, ali proizvodni kapacitet jedne peći je mali, potrošnja natrija je velika. Metoda elektrolize rastaljene soli je još uvijek u fazi poluindustrijskog ispitivanja.
· Titanijum dioksid i njegova primena
·
Titan dioksid (TiO2), vrlo stabilan oksid sa odličnim optičkim i pigmentnim svojstvima, uglavnom se koristi kao bijeli neorganski pigment. Njegova netoksična, najbolja neprozirnost, najbolja bjelina i svjetlina, smatra se najboljom izvedbom bijelog pigmenta na svijetu, široko se koristi u bojama, plastici, papiru, tiskarskim bojama, kemijskim vlaknima, gumi, kozmetici i ostalom. industrije.
· Postoje dva industrijska metoda proizvodnje titanijum dioksida, metoda sumporne kiseline i metoda hlorida: metoda sumporne kiseline ima zreli proizvodni proces i jednostavnu opremu, ali nedostatak je dug proces proizvodnje i ozbiljno zagađenje životne sredine; Tehnologija hloriranja je napredna, veliki kapacitet, visok kvalitet proizvoda, raspon bjeline i veličine čestica je uzak, u isto vrijeme, klor se također može reciklirati, nedostatak je što su zahtjevi za sirovinama prestrogi, sirovina mora biti TiO2 sadržaj 90%-95% prirodnog ili vještačkog rutila ili titanijumske troske.
· Proces sumporne kiseline u procesu proizvodnje titanijum dioksida
· Proces proizvodnje hlorisanog titanijum dioksida
· Titanijum dioksid je dostupan u tri kristalna oblika, naime rutil, anataz i pločasti titanijum. Među njima, pločasti titan se ne može koristiti kao pigment, a glavni pigment koji se koristi u industriji je tip anataza i titan dioksid tipa rutil.
· Anattype titanijum dioksid ima prednosti visoke čistoće, finih i ujednačenih čestica, dobrih optičkih svojstava, jake refrakcione moći, velike snage diskoloracije, jake pokrivne moći, niske apsorpcije ulja, visoke disperzije vode i uglavnom se koristi u bojama, mastilima, hemikalijama industrije vlakana, gume, stakla, kozmetike, sapuna, plastike i papira. Rutil titan dioksid osim prednosti anataznog titan dioksida, ali ima i bolju otpornost na vremenske uvjete i moć skrivanja, uglavnom se koristi u naprednim industrijskim pigmentima, sjajnim lateks premazima, plastici, gumenim materijalima s većim zahtjevima za promjenu boje i brzim sunčevim zracima, naprednim slojem premaza papira i voštani papir. Što se tiče performansi pigmenta, rutil titan dioksid je bolji od anataz titan dioksida, rutil titan dioksida i proizvoda za površinske premaze u većini. U 2010. godini rutil titan dioksid u našoj zemlji činio je 57% ukupnog titan dioksida, daleko manje od 90% svjetskog nivoa. U budućnosti, udio rutil titan dioksida u našoj zemlji i dalje ima veći prostor za poboljšanje.
· Trenutno, industrija titan dioksida prolazi kroz tri velike prilagodbe: (1) rast svjetske proizvodnje titan dioksida je relativno spor, a azijsko-pacifička regija, posebno brzi rast proizvodnje titan dioksida u Kini, svjetska industrija titan dioksida na azijsko-pacifičku regiju, posebno u Kinu, jer je prijenos situacije vrlo očigledan; (2) S nizvodno od performansi titan dioksida koji su postavili veće zahtjeve, obrada premaza titan dioksidom postala je važno sredstvo, niz specijalnih titan dioksida nastavlja se pojavljivati, industrija titan dioksida od općih zaliha do smjera razvoja specijalne zalihe su u porastu; (3) Titan dioksid se dijeli na dvije vrste: anatonski i rutilni tip. Iako titan dioksid tipa anaton i dalje zauzima dio tržišnog udjela zbog visokih performansi, titan dioksid tipa rutil je i dalje opći trend budućeg razvoja industrije sa svojim odličnim performansama. U strukturi proizvoda titan dioksida u našoj zemlji raste udio rutil titan dioksida i iznosi oko 57%, ali je i dalje daleko manji od 90% u svijetu. Struktura proizvoda titanijum dioksida u našoj zemlji aktivno utiče na promenu smera rutilnog dioksida. Ukratko, perspektiva industrije titan dioksida u našoj zemlji, posebno rutilnog titan dioksida, još uvijek obećava.
· Primene metala titanijuma i legura titanijuma
· Titanijum je važan strukturni metal razvijen 1950-ih. Titanijumska legura ima karakteristike niske gustine, visoke specifične čvrstoće, dobre otpornosti na koroziju, niske toplotne provodljivosti, netoksičnosti i nemagnetnosti, zavarljivosti, dobre biokompatibilnosti, jake površinske lepote i široko se koristi u vazduhoplovstvu, vazduhoplovstvu, hemikalijama, nafti, elektroenergetika, medicina, građevinarstvo, sportska oprema i druge oblasti. Mnoge zemlje u svijetu su shvatile značaj materijala od legura titanijuma, te su sprovele istraživanja i razvoj, te se primjenjuju u praksi.
· U 2011. godini globalna potrošnja titanijuma u komercijalnom vazduhoplovstvu dostigla je 46% i vojni titanijum je činio 9% (uglavnom vojno vazduhoplovstvo), a ukupna potrošnja titana u sektoru vazduhoplovstva premašila je 50%; Industrijska potrošnja titanijuma iznosila je 43%, a tržišta u razvoju 2%.
· Postoje jasne regionalne razlike u strukturi potražnje za proizvodima od titanijuma. U Sjevernoj Americi i Evropskoj uniji, posebno u Sjedinjenim Državama, gdje su razvijene avio-svemirske i odbrambene industrije, oko 50% potražnje za proizvodima od titana dolazi iz avio-svemirske i odbrambene industrije. U Japanu industrijski titanijum iz hemijskih i drugih industrija dominira potražnjom. Prema Japanskoj asocijaciji za titanijum, vazduhoplovstvo čini samo 2-3% japanske potražnje za titanijumom. Poput Japana, većina kineske potražnje za proizvodima od titanijuma dolazi iz hemijskog i energetskog sektora, a vazduhoplovstvo čini samo 10%. Dok je Kina postala jedan od najvećih svjetskih proizvođača i potrošača metala, većina proizvodnje je ograničena na titan nižeg kvaliteta, koji se koristi u okvirima bicikala, palicama za golf ili cijevima za zaštitu od korozije u kemijskoj industriji. Međutim, posljednjih godina, količina titanijuma koji se koristi u svemirskoj industriji značajno se povećala u Aziji, što pokazuje da su izgledi za tržište titanijuma relativno svijetli.
· Vazduhoplovstvo
· Titanijum koji se koristi u vazduhoplovstvu koncentrisan je u zapadnim zemljama, posebno u Sjedinjenim Državama, gde se 60% titanijumskih materijala koristi u ovoj oblasti. Azijske zemlje, Japan i Kina čine oko 10% titanijuma u ovoj oblasti. Međutim, s brzim razvojem azijskog aerokosmosa u posljednjih nekoliko godina, potrošnja titana u svemirskom polju će se u skladu s tim povećati. Sa globalne tačke gledišta, avioindustrija igra odlučujuću ulogu na tržištu titanijuma. Istorijski gledano, veliki ciklusi industrije titana usko su povezani sa hlađenjem i zagrijavanjem avio industrije.
· U 2011. godini, globalna proizvodnja titanijumskih materijala dostigla je 148,000 tona, uključujući oko 64,000 tona titanijumskih materijala za komercijalnu avijaciju. Potražnja za vazdušnim saobraćajem je i dalje ogromna u budućem globalnom ekonomskom rastu, a očekuje se da će potražnja za novim avionima biti oko 30,000 u narednih 20 godina. U međuvremenu, potražnja za titanijumom novih aviona je veća nego kod starih. Procjenjuje se da će prosječna potražnja za titanijumom za komercijalne avione dostići 40 tona po avionu za 20 godina; Prema ovoj računici, u narednih 20 godina, globalna komercijalna avijacija će povećati potražnju za titanijumskim materijalima za oko 1,2 miliona tona, sa kombinovanom godišnjom stopom rasta od oko 17%, i prosječnim godišnjim porastom od 60,{{ 15}} tona. Industrija titanijuma u civilnom vazduhoplovstvu će pokazati brz rast. Nove mogućnosti će se takođe pojaviti u vojnom vazduhoplovstvu; Očekuje se da će i sektor vojnog zrakoplovstva imati novu potražnju zbog povećane vojne potrošnje zemalja širom svijeta zbog globalnih geopolitičkih tenzija.
· Civilni putnički avioni
· Glavne primjene titanijumskih legura u avionima su sljedeće:
·(1) Smanjenje strukturne težine i poboljšanje strukturne efikasnosti: Performanse napredne borbene tehnologije (kao što su supersonični avioni) zahtevaju da avion ima relativno nizak strukturni faktor težine (tj. Težina strukture tela/normalna težina pri poletanju), a legura titana ima karakteristike čvrstoće bliske čeliku srednje čvrstoće, ali mala gustoća, umjesto konstrukcijskog čelika i legure visoke temperature, može uvelike smanjiti težinu konstrukcije, ali također može uštedite troškove; Uzimajući motor kao primjer, statistika pokazuje da za svaki kilogram smanjenog kvaliteta motora aviona, trošak korištenja može biti smanjen za oko $220-440.
·(2) Ispunjava zahtjeve za korištenje visokotemperaturnih dijelova: Titanijumska legura ima karakteristike dobre otpornosti na toplinu, kao što je uobičajeno korišteni Ti-6Al-4V može raditi na 350 stepeni za dugo vremena, tako da u visokotemperaturnim dijelovima aviona (kao što je stražnji dio trupa itd.) mogu zamijeniti aluminijsku leguru koja ne može zadovoljiti zahtjeve zbog visokih temperaturnih performansi; TC11 može raditi na 500 stepeni dugo vremena i može zamijeniti superleguru i nehrđajući čelik u kompresorskom dijelu motora.
·(3) Ispunjavanje zahtjeva za usklađivanje sa kompozitnim strukturama: Kako bi se smanjila težina konstrukcije i ispunili zahtjevi za prikrivenost, kompoziti se široko koriste u naprednim avionima. Čvrstoća i krutost legure titanijuma i kompozitnih materijala su dobro usklađeni, što može postići dobar efekat smanjenja težine. U isto vrijeme, budući da je potencijal njih dvoje relativno blizak, nije lako proizvesti galvansku koroziju, pa bi odgovarajući dijelovi konstrukcijskih dijelova i pričvrsnih elemenata trebali koristiti leguru titana.
·(4) Ispunjavaju zahtjeve visoke otpornosti na koroziju i dugog vijeka trajanja: legure titana imaju dug vijek trajanja i odličnu otpornost na koroziju, što može poboljšati otpornost na koroziju i vijek trajanja konstrukcije i ispuniti zahtjeve visoke pouzdanosti i dugog vijeka trajanja naprednih aviona i motori.
· Vojni avioni
Razvoj i nabavka vojnog naoružanja ide ka prenosivosti i fleksibilnosti. Da bi se ispunili zahtjevi borbenih performansi borbenih aviona, pored upotrebe napredne tehnologije dizajna, potrebno je koristiti materijale vrhunskog performansi i naprednu tehnologiju proizvodnje. Jedna od važnih mjera je odabir velikog broja titanijumskih legura i poboljšanje nivoa primjene naprednih titanijumskih legura. Od 1960-ih, količina titanijuma u stranim vojnim avionima se povećavala iz godine u godinu. Trenutno je količina legure titana u raznim naprednim vojnim lovcima i bombarderima dizajniranim u Evropi i Sjedinjenim Državama stabilna na više od 20%, a udio titana u novim modelima se uvelike povećava.
· Automobilska industrija
· Smanjenje potrošnje goriva i emisije opasnog otpada (CO2, NOX, itd.) postalo je jedan od glavnih pokretača i pravaca tehnološkog napretka u automobilskoj industriji. Istraživanja pokazuju da je mala težina efikasna mjera za postizanje uštede goriva i smanjenja zagađenja. Za svakih 10% smanjenja kvaliteta vozila, potrošnja goriva se može uštedjeti za 8%-10% i emisija izduvnih gasova može se smanjiti za 10%. Što se tiče vožnje, performanse ubrzanja automobila su poboljšane nakon lake težine, a poboljšana je i stabilnost upravljanja vozilom, buka i vibracije. Iz perspektive sigurnosti sudara, nakon što je automobil lagan, inercija pri sudaru je mala i put kočenja je smanjen.
· Preferirani pristup smanjenju težine automobila je zamjena tradicionalnih automobilskih materijala (čelik) lakim materijalima visoke specifične čvrstoće, kao što su aluminijum, magnezijum, titan, itd. } tona. Titanijum se već dugi niz godina koristi u trkačkim automobilima. Trenutno se titanijumski materijali gotovo koriste u trkaćim automobilima. Titanijum se u Japanu koristi za više od 600 tona.
· Prednosti upotrebe titanijuma u automobilima uključuju: smanjenje težine i manju potrošnju goriva; Poboljšati učinak prijenosa snage i smanjiti buku; Smanjite vibracije, smanjite opterećenje komponenti; Poboljšajte izdržljivost vozila i zaštitu životne sredine.
· Sektor zdravstvene zaštite
·
Titanijum ima širok spektar primena u medicinskom polju. Titan je blizak ljudskoj kosti, ima dobru biokompatibilnost i nema toksičnih nuspojava na ljudsko tkivo. Ljudski implantati su posebni funkcionalni materijali usko povezani s ljudskim životom i zdravljem. U poređenju sa drugim metalnim materijalima, prednosti upotrebe titanijuma i legura titana su sledeće: 1 mala težina; 2. Nizak modul elastičnosti; 3 nemagnetno; 4 Nema toksičnosti; 5 Otpornost na koroziju; Visoka čvrstoća i dobra žilavost. Količina legura titanijuma koja se koristi u hirurškim implantatima raste po stopi od 5%-7% godišnje. Titanijum i legura titana napravljena od glave bedrene kosti, zgloba kuka, humerusa, lobanje, zgloba kolena, zgloba lakta, zgloba ramena, zgloba metakarpoprsta, vilice, srca, bubrega, vaskularnog dilatatora, udlaga, proteza, zatvarača i drugih stotina presađenih metalnih delova ljudski organizam, postigao je dobre rezultate, dobio je visoku ocjenu od strane medicinske zajednice.
· Hemijska industrija
· Titanijum se široko koristi u mnogim sektorima nacionalne privrede zbog svoje odlične otpornosti na koroziju, mehaničkih svojstava i procesnih svojstava. Posebno u hemijskoj proizvodnji, titan se koristi umesto nerđajućeg čelika, legura na bazi nikla i drugih retkih metala kao materijala otpornih na koroziju. Ovo je od velikog značaja za povećanje proizvodnje, poboljšanje kvaliteta proizvoda, produženje radnog veka opreme, smanjenje potrošnje, smanjenje potrošnje energije, smanjenje troškova, sprečavanje zagađenja, poboljšanje uslova rada i povećanje produktivnosti rada.
· Titanijum je postao jedan od glavnih antikorozivnih materijala u hemijskoj opremi i uspostavio je svoju poziciju u otpornosti na koroziju u hemijskoj opremi. Kao idealan materijal za hemijsku opremu, titanijum takođe privlači sve veću pažnju inženjera i tehničara.
· Nakon godina promocije, titanijum i njegove legure su naširoko korišćeni kao odličan strukturni materijal otporan na koroziju u hemijskoj proizvodnji. Trenutno je primjena opreme od titana proširena s početne industrije sode i kaustične sode na hlorat, amonijum hlorid, ureu, organsku sintezu, boje, anorganske soli, pesticide, sintetička vlakna, hemijska đubriva i fine hemikalije i druge industrije, a vrsta opreme se razvila od male i jednostavne do velike i raznovrsne.
· Rezultati istraživanja su pokazali da titanijumski izmenjivači toplote čine 57%, titanijumske anode 20%, posude od titanijuma 16%, a ostale 7%. U hemijskoj industriji do "dve alkalije", najveća količina titanijumskog izmenjivača toplote u hemijskoj opremi.
· Poslednjih godina, tehnologija proizvodnje titanijumskih materijala u Kini se brzo poboljšala. Titanijum koji se koristi u vazduhoplovstvu, titanijum koji se koristi u vojsci i titanijum koji se koristi u automobilima je brzo rastao, posebno u oblasti vazduhoplovstva, sa trendom sustizanja titanijuma koji se koristi u hemijskoj industriji. Generalno, tehnički sadržaj titanijuma za hemijsku industriju je mali, dodana vrednost proizvoda je niska, a udeo titana za hemijsku industriju će neminovno postepeno opadati.
· Offshore inženjering
· Sa razvojem nauke i tehnologije i iscrpljivanjem zemljišnih resursa, ljudska eksploatacija i korišćenje okeana stavljeno je na dnevni red. Titanijum ima odličnu otpornost na koroziju morske vode i široko se koristi u desalinizaciji morske vode, brodovima, razvoju okeanske toplotne energije i eksploataciji resursa morskog dna.
· Još 1960-ih godina naša zemlja je započela istraživanje primjene titanijuma i legure titanijuma u brodskoj i okeanskoj inženjerskoj opremi, i uradila dosta posla, u osnovi formirala niz brendova, različitih performansi, kompletnih varijanti i specifikacija Marine sistem legure titanijuma. Zbog karakteristika titana i same legure titana, ima jedinstvene prednosti u primjeni brodova i pomorske opreme, pa se široko koristi u nuklearnim podmornicama, dubokim podmornicama, ledolomcima na atomsku energiju, hidrogliserima, lebdjelicama, minolovcima i propelerima, morskoj vodi cjevovod, kondenzator, izmjenjivač topline itd.
· Što se tiče primjene na brodovima, trenutno je količina titanijuma koji se koristi za brodove u Kini vrlo mala i čini manje od 1% ukupne težine brodova. Postoji veliki razvojni potencijal u oblasti rezervnog titanijuma i legura titanijuma za brodove i pomorske alate. Osim toga, u desalinizaciji morske vode i obalnim elektranama, zbog ogromne potražnje tržišta za desalinizacijom morske vode i obalnim elektranama u našoj zemlji, pod uvjetom daljnjeg smanjenja cijene legure titana i poboljšanja stabilnosti kvaliteta proizvoda, tržišna primjena perspektiva titanijuma će biti veoma široka.
· Svakodnevni život
· Titanijum se široko koristi u svakodnevnom životu i može se opisati kao sveprisutan, kao što su glave za golf, ramovi za bicikle, teniski reketi, invalidska kolica, okviri za naočare, itd.
· Primena titanijuma u sportskoj robi zbog njegove male težine i velike čvrstoće postepeno se proširila sa najranijih teniskih reketa i reketa za badminton na glave za golf, palice i trkačke automobile. U 2008. godini sportsko slobodno vrijeme činilo je 13% ukupne potrošnje u Kini, među kojima je količina titanijuma koji se koristi samo u glavama za golf i palicama premašila 1,000 tonu. Popularni su i ramovi za bicikle od legure titanijuma. Trenutno gotovo 50 kompanija proizvodi bicikle od titanijuma, a Sjedinjene Američke Države su dugo bile najveći proizvođač i potrošač bicikala od titanijuma. Lagane karakteristike titanijuma se takođe primenjuju na okvir, a titanijum nije lako alergičan na kožu, a površina titanijuma može imati briljantnu boju nakon anodnog tretmana, pa se na ram primenjuje od ranih 1980-ih.
Posljednjih godina primjena titana u svakodnevnom životu ljudi se širi, a brzina razvoja je vrlo velika, a tehnologija primjene zrelija i savršenija. Sjedinjene Američke Države i Japan prednjače kada je u pitanju titanijum za svakodnevnu upotrebu.
