Svojstva titana

Titan je lakićno-srebrnobieli metal s jedinstvenim nizom fizičko-kemijskih karakteristika. njegova gustina iznosi 4,5 g/cm³, što je gotovo dvostruko lakši od čelika, ali po čvrstoći je usporediv s visokoprćnim čeličnim legurama. Temperatura topljenja titanija — 1668 °C, temperatura kipenja — 3260–3300 °C.

Titan ima visoku otpornost na koroziju zahvaljujući čvrstoj oksidnoj omoti na površini. On je otporan na utjecaj morske vode, kiselina, baza i hloridi. Metal je biosovjetiv i nemagnetski, što proširuje sfere njegove upotrebe. Pri zagrijavanju iznad 600 °C titan aktivno reagira s kisikom, tako da se topljenje provodi u vakuumu ili inertnoj sredini.

Po širenosti u zemljinoj kori titan zauzima četvrto mjesto među konstrukcijskim metalima, izostajući samo aluminij, željezo i magnij. Glavni minerali — ilmenit i rutil.

Primjena titanija

Aerokonstrukcija i kosmos

Titan se široko koristi u avijaciji i raketsko-kosmičkoj industriji. Iz njega se proizvode dijelovi motora, lopatke turbina, elementi planera, fiksator i konstrukcijski elementi. Visoka specifična čvrstoća omogućuje smanjenje težine letjelica. Legure s aluminijem, vanadijem, zirkonijem i molibdenom se koriste u čvorovima koji rade na visokim temperaturama.

Medicina

Zahvaljujući biosovjetivosti titan se koristi za proizvodnju implantata: umjetnih zglobova, zubnih implantata, kostnih ploča, vrpica i kirurških alata. Titan ne izaziva odbojnost i alergijske reakcije, a porozna površina pricuva vegrđivanje kostne tkive.

Hemijska i naftno-gazovna industrija

otpornost na koroziju titanija čini ga neizmjernim za izradu reaktora, izmjenjivača, cijevi i pumpi koji rade u agresivnim sredinama. On je otporan na kiseline, hloride i druga korozivna sredstva.

Brodogradnja

Titan se koristi za stvaranje trupa brodova, propelačkih lopatica i drugih elemenata koji su izloženi utjecaju morske vode. Metal ne korodira u morskoj vodi, što produžuje životni vijek brodova.

Atomski energetski sektor

Titan se koristi za izradu cijevi, izmjenjivača i drugog oprema atomskih elektrani. njegova otpornost na radijaciju i koroziju osigurava sigurnost elemenata nuklearnih reaktora.

Proizvodnja titanija

Proizvodnja titanija je složen i energetski zahtjevni proces, koji uključuje nekoliko etapa:

• Halogenacija rude. Ilmenit ili rutil se obrađuje halogenom u prisustvu ugljika, dobivajući tetraklorid titana (TiCl₄).
• Obnovljenje. Tetraklorid se obnavlja magnijem (magniterni metod) ili natrijem, dobivajući titansku gumu.
• Preplavljivanje. Gumu se preplavlja u vakuumnim dušičnim pećama za dobivanje kovinskih kocki.
• Legiranje. Za dobivanje legura s zadanim svojstvima se dodaju aluminij, vanadij, molibden i drugi elementi.

Glavne tehnologije proizvodnje su magniterni metod (Krola) i natrijtermički. Moderna istraživanja usmjerena su na smanjenje energetskih potrošnji i skupljenje proizvodnje, uključujući razvoj novih legura i tehnologija pršanja.

Države koje iskopavaju titan

Svjetski tržište titanskog sirovina karakterizira visoka koncentracija proizvodnje u nekoliko zemalja. Voditelji u iskopavanju titanskih koncentrata su:

• China — najveći proizvođač, koji osigurava oko 34–35% svjetske proizvodnje.
• Australija — drugi po veličini proizvođač, udio iznosi 14–17%.
• Mozambik — oko 11–12% svjetske proizvodnje.
• Republika Južne Afrike — udio oko 9%.
• Indija — oko 7–8%.
• Senegal — oko 4–5%.
• Ukrajina — do 4–5% (udio se smanjio u zadnjih godina).

Drugi značajni proizvođači su Vijetnam, Kanada, Sjedinjene Američke Države, Rusija, Norveška i Brazil. Godine 2020. procjenjen je da je volumen svjetske proizvodnje titanskog koncentrata iznosio 7–8 milijuna tona.

Najveća nalazišta ilmenitnih ruda se nalaze u Australiji, Kini, Indiji, Republici Južne Afrike i Brazilu. Nalazišta rutila su uglavnom koncentrirana u Australiji, Indiji i Republici Južne Afrike.

U Rusiji glavni proizvođači su tvornice na Uralu i u Sibiru, a također se razvija Tugansko nalazište u Tomskoj oblasti.
© library.rs

Постоянный адрес данной публикации: