Вернуться
13 Дек 2023

Всё о добыче и обработке титана

Титан – не просто элемент из таблицы Менделеева, но и уникальный материал, который последние сорок лет наращивает свою востребованность в самых разных промышленных отраслях, начиная от медицины, заканчивая строительством космических ракет.

Всё благодаря его поистине уникальным свойствам, которые включают в себя:

  • Невероятную прочность;
  • Тугоплавкость;
  • Устойчивость к коррозионным процессам и агрессивным химическим веществам;
  • Биологическая инертность;
  • Малый вес;
  • Высокие показатели износостойкости.

Всё это помогло титану выделиться на фоне своих ближайших конкурентов, алюминия и стали, несмотря на его немаленькую себестоимость. Благодаря этим свойствам человечество совершило скачок в авиа- и ракетостроении, значительно усовершенствовал многие детали и конструкции.

Но почему титан такой дорогой металл, хотя он считается одним из самых распространённых элементов этой категории на нашей планете?

А дело в особенностях его добычи и обработки. С каждым годом производства совершенствуют этот процесс, делая титановое сырье значительно доступнее в ценовой категории, но оно по-прежнему считается недешевым.

Где найти титан?

Некоторые металлы и сегодня можно встретить в природе в чистом виде. Например, медь встречается достаточно часто в природе в виде самородков. Свинец, ртуть, цинк, алюминий и другие встречаются значительно реже, но их тоже можно встретить в формате чистого металла или же сплава, в то время как титан можно найти лишь в составе ряда минералов. К ним относятся:

Название

Внешний вид кристаллов

Формула

Примеси

Рутил (оксид титана)

Чёрные или буро-красные, реже золотистые кристаллы

TiO2

Ta2O5, хром, ниобий, ванадий, свинец и тантал

Анатаз

Зеленоватые или жёлтые, полупрозрачные или прозрачные, ярко блестящие

Свинец, железо, ниобий

Брукит

Оранжевый кристалл с металлическим блеском

Ниобий и железо

Бенитоит

Голубой кристалл, похожий на сапфир

BaTi[Si3O9]

Оксид бария, оксид кремния

Ильменит (титанистый железняк)

Кристаллическое вещество чёрного цвета

FeTiO3

Состав изменчив

Перовскит

Тёмный, с лёгким блеском

CaTiO3

Железо, ниобий и церий

Но с экономической точки зрения значение имеют рутил и ильменит, которые как раз обрабатываются для получения свободного металлического титана.

Рутил: добыча и обработка

Его обнаруживают в сланцах, эклогитах, гнейсах, магматических и других породах. Самыми богатыми месторождениями считаются:

  • Ротифанк и Гбангбама в Сьерра-Леоне в Западной Африке;
  • Перевал Камполунго в Швейцарии;
  • Джорджия, Соединённые Штаты Америки;
  • Гора Ильмен, Российская Федерация;
  • Новый Южный Уэльс и Квинсленд, Австралия.

Сначала добывают твёрдые горные породы и минеральные пески из разрабатываемых участков, а после они подвергаются механической обработке. Прежде всего применяется комбинированное обогащение, так как это самый эффективный метод. В него входят:

  • щековая и ударная дробилки для первичного измельчения;
  • вибросито для просеивания сыпучих элементов;
  • сепаратор магнитного типа для отделения слабомагнитного рутила;
  • вибростол для очищения с помощью гравитационного деления;
  • машина флотационная для отделения мелких зёрен рутила и удаления ненужных остатков.

На выходе получают до 90% очищенной и обработанной рутиловой руды с минимальным количеством примесей, которая уже подходит для следующего этапа – хлорирования.

На диоксид титана (рутил) воздействуют хлором, в результате чего получают четырёххлористый титан. Вторым этапом служит восстановление титана при помощи добавления магния: он разрывает связь нужного металла с хлором. На выходе мы имеем титановую губку – чистый металлический титан!

Ильменит: добыча и обработка

Ещё один важнейший минерал для добычи металла. Его добыча и обработка практически идентичны таковому у рутила, так как после всех этапов обработки в итоге получают диоксид титана, который снова нужно подвергнуть реакции с хлором, в затем с помощью активного восстановителя разорвать связь в хлориде и получить элементарный металл в виде губчатой структуры, которую в дальнейшем можно переплавить в необходимое сырьевое изделие.

Но также ильменит используется для получения ферротитана! Для этого нужно прибегнуть к алюминотеримическому восстановлению.

Титановая губка: готовый титан?

После переработки окиси и восстановления хлорида титана, следующим этапом является работа с уже самостоятельным титановым фабрикатом, а именно с губкой.

Она представляет собой технический материал первичного типа, который характеризуется повышенной опасностью из-за высокой химический активности титана. Для того, чтобы избежать нежелательных реакций, губчатый металл хранят в среде инертных газов, таких как аргон или гелий.

Титановую губку в последствии переплавляют в слитки, чушки, круги, квадраты и другие соответствующие изделия, уже пригодные для длительного хранения и использования.

Итог

Из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что титан – это непростой в получении обработки металл. Руды, в которых содержится необходимый элемент, проходят множество сложных этапов переработки и обработки прежде, чем стать полезным и даже необходимым в промышленности металлом.

Но все качества и характеристики титана сполна оправдывают и окупают все трудности, связанные с его получением, так как титан – это не просто надёжный металл, а ещё и прочный, лёгкий и долговечный, несклонный к коррозии продукт, способный выдерживать колоссальные нагрузки и воздействие окружающей среды.

С годами процессы обработки руды становятся всё более совершенными и доступными, а, следовательно, и титановые фабрикаты обретают всё более привлекательные и выгодные позиции на мировом рынке металлоизделий.

Титан – передовой металл, за которым будущее!

Уважаемые клиенты! Осуществляем доставку продукции в Республику Казахстан, Киргизскую Республику и другие страны СНГ! Уточняйте подробности по телефону

Андрей Соломатов
Менеджер по снабжению