전통문화대전망 - 전통 미덕 - 티타늄 제련 방법
티타늄 제련 방법
공업에서는 보통 황산으로 일메 나이트를 분해하여 이산화 티타늄을 만든 다음 이산화 티타늄으로 티타늄을 만든다. 농황산으로 갈아진 일메 나이트 (정광) 를 처리하면 다음과 같은 화학반응이 발생한다.
Fetio3+3h2so4 = = ti (SO4) 2+feso 4+3h2o
Fetio3+2h2so4 = = tioso4+FeSO4+2h2o
FeO+H2SO4 == 황산 제 1 철 +H2O
Fe2O3+3H2SO4 ==Fe2(SO4)3+3H2O
불순물 Fe2(SO4)3 을 제거하기 위해 철분을 첨가하고 Fe3+ 를 Fe2+ 로 복원한 다음 용액을 273K 이하로 냉각시켜 FeSO4 7H2O (녹반) 를 부산물로 결정짓는다.
Ti(SO4)2 와 TiOSO4 가수 분해는 흰색 티타늄산을 침전시켜 다음과 같이 반응한다.
티타늄 황산염 +H2O == 티타늄 황산염+수소 황산염
티타늄 황산염 +2H2O == 티타늄 황산염+황산
이산화 티타늄을 얻기 위해 소성 된 메타 티탄산;
H2TiO3== TiO2+H2O
공업용 티타늄 생산에서 금속열을 통해 원래 사염화 티타늄을 복원했다. TiO2 (또는 천연 금홍석) 와 토너를 혼합하여1000 ~1100K 로 가열하여 염소화 반응을 일으켜 TiCl4 및 증기 응축을 생성합니다.
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
1070K 아르곤에서 용융 마그네슘으로 TiCl4 _ 4 를 복원하면 다공성 스폰지 티타늄을 얻을 수 있습니다.
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
이런 스폰지 티타늄은 산산조각 나서 진공전기로에 넣고 녹여 각종 티타늄을 만든다.
또는 반응을 통해: Ti+2cl 2 = TiCl 4.
결과 TiCI4 는 고온에서 분해됩니다 (약1250 C).
Tici 4 = Ti+2cl 2
순수한 티타늄 봉을 얻을 수 있습니다.
티타늄 및 그 합금의 특성 및 용도
순티타늄은 은백색의 금속으로 많은 우수한 성능을 가지고 있다. 티타늄의 밀도는 4.54g/ cm3 로 강철보다 43% 가벼우며 오랫동안 유명한 경금속 마그네슘보다 약간 무겁다. 그러나 기계적 강도는 강철과 비슷하며 알루미늄의 2 배, 마그네슘의 5 배입니다. 티타늄 고온, 용융점은 1942K, 금보다 가까운 1000K, 강철보다 500K 에 가깝다.
티타늄은 일종의 화학 활성 금속이다. 가열할 때, 그것은 산소, N2, H2, 황, 할로겐과 같은 비금속제와 상호 작용할 수 있다. 그러나 실온에서 티타늄 표면은 매우 얇고 촘촘한 산화물 보호막을 형성하기 쉬우므로 강산, 심지어 왕수의 작용에 저항하여 강한 내식성을 나타낼 수 있다. 그래서 일반 금속은 산, 알칼리, 소금 용액에서 만신창이가 되고 티타늄은 무사하다.
액체 티타늄은 거의 모든 금속을 녹일 수 있기 때문에 많은 금속과 합금을 형성할 수 있다. 강철에 티타늄을 넣어 만든 티타늄강은 질기고 탄력이 있다. 티타늄은 Al, Sb, Be, Cr, Fe 와 같은 금속과 반응하여 간격화합물이나 금속간 화합물을 형성한다.
티타늄 합금으로 만든 비행기는 같은 무게의 다른 금속으로 만든 비행기보다 승객 100 명이 많다. 이 잠수함은 해수 부식뿐만 아니라 심해 압력에도 견딜 수 있으며, 다이빙 깊이는 스테인리스강 잠수함보다 80% 높다. 동시에 티타늄은 비자성이어서 지뢰에 의해 발견되지 않아 감청 효과가 좋다.
티타늄은 "생물 친화적" 입니다. 인체에서는 분비물의 부식, 무독성, 멸균 방법에 저항할 수 있다. 따라서 의료 기기, 인공 고관절, 무릎 관절, 어깨 관절, 늑골 연골 관절, 두개골, 활성 심장 판막, 뼈 고정 클립을 만드는 데 널리 사용되고 있습니다. 새로운 근육 섬유 고리가 이 티타늄 뼈에 감겨 있을 때, 이 티타늄 뼈들은 인체의 정상적인 활동을 유지하기 시작한다.
티타늄은 인체 내에 광범위하게 분포되어 있어 정상인의 체내 함량은 70kg 당 몸무게가 15mg 를 초과하지 않는다. 그 기능은 아직 명확하지 않다. 그러나 티타늄이 세포를 삼키는 것을 자극하고 면역력을 증강시킬 수 있다는 것이 증명되었다.
티타늄 화합물 및 그 용도
중요한 티타늄 화합물은 이산화 티타늄 (TiO2), 사염화 티타늄 (TiCl4), 티타늄산 (BaTiO3) 이다.
순티타늄 분말은 일종의 흰색 분말로, 우수한 흰색 물감으로 상품명은' 티타늄' 이다. 납 흰색 (PbCO3) 의 커버 성능과 아연 흰색 (ZnO) 의 내구성을 모두 갖추고 있습니다. 따라서 사람들은 페인트에 티타늄 가루를 넣어 고급 흰색 페인트를 만드는 경우가 많습니다. 제지 산업에서 펄프로 사용되는 필러; 방직공업
레이온으로서의 소광제; 유리, 세라믹 및 에나멜 공업의 첨가제로 사용되어 성능을 향상시킵니다. 많은 화학반응에서 촉매제로 쓰인다. 화학공업이 발전함에 따라 이산화 티타늄과 티타늄 계열 화합물은 정교한 화공 제품으로 높은 부가가치와 매력적인 전망을 가지고 있다.
사염화 티타늄은 무색의 액체입니다. 융점 250K, 끓는 점 409K, 냄새가 코를 찌른다. 물이나 습한 공기 중에서 쉽게 가수 분해되어 대량의 흰 연기를 방출한다.
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
따라서 TiCl4 는 군사적으로, 특히 해전에서 인공 에어러졸 역할을 한다. 농업에서는 TiCl4 _ 4 로 형성된 짙은 안개 바닥을 이용해 야간 지열 손실을 줄이고 야채와 농작물을 추위와 서리로부터 보호한다.
TiO2 _ 2 와 BAC _ O3 을 함께 녹여 메타 티탄산 바륨을 준비합니다.
TiO2+BaCO3 == BaTiO3 decaCO2
합성된 티타늄산은 높은 유전상수를 가지고 있으며, 그것으로 만든 콘덴서는 용량이 크다. 더 중요한 것은, BaTiO _ 3 은 눈에 띄는' 압전 성능' 을 가지고 있다. 결정체가 압력을 받으면 전류가 생성되고 전기가 들어오면 모양이 바뀝니다. 사람들은 그것을 초음파에 넣고, 누르기만 하면 전류를 생성하며, 전류의 강도를 측정하면 초음파의 강도를 측정할 수 있다. 거의 모든 초음파 기기는 그것을 사용한다. 티타늄염의 개발과 활용에 따라 비선형 요소, 미디어 증폭기, 전자 컴퓨터 스토리지 요소, 마이크로콘덴서, 전기 도금 재료, 항공 재료, 강자성 재료, 반도체 재료, 광학 기기, 시약 등을 제조하는 데 점점 더 많이 사용되고 있다.
티타늄, 티타늄, 티타늄 화합물의 뛰어난 성능으로 사람들은 그들을 절실히 필요로 한다. 그러나, 높은 생산 비용은 그것의 응용을 제한한다. 우리는 가까운 장래에 티타늄 제련 기술이 지속적으로 개선되고 향상됨에 따라 티타늄, 티타늄, 티타늄 화합물의 응용이 더욱 발전할 것이라고 믿는다.
티타늄 제품:
티타늄 및 티타늄 합금은 매우 중요한 경량 구조 재료로 항공 우주 차량 공학 생물의학 공학 등 분야에서 매우 중요한 응용가치와 광범위한 응용 전망을 가지고 있다.
유형: 요오드화 티타늄, 산업용 순수 티타늄, 알파 티타늄, 베타 티타늄, α+베타 티타늄.