Proprietăți ale titanului

Titan este un metal ușor argintiu-cenușiu cu un set unic de caracteristici fizico-chimice. Densitatea sa este de 4,5 g/cm³, ceea ce este aproape la jumătate din aceea a oțelului, dar în termen de duritate este comparabil cu aliajele de oțel înalt rezistent. Temperatura de topire a titanului este de 1668 °C, temperatura de evaporare — 3260–3300 °C.

Titan posedă o înaltă rezistență la coroziune datorită unui strat oxidic robust la suprafață. Este rezistent la acțiunea apei marine, acidelor, bazelor și clorurilor. Metalul este biocompatibil și немагнитен, ceea ce extinde domeniile sale de aplicare. La încălzirea peste 600 °C, titanul reacționează activ cu oxigen, astfel încât topirea se efectuează în vid sau în mediu inert.

În ceea ce privește răspândirea în crusta terestră, titanul ocupă locul patru printre metalele constructive, după aur, fier și magneziu. Minerele principale sunt ilmenitul și rutilul.

Aplicarea titanului

Aeronautică și spațiu

Titan este utilizat pe scară largă în construcția de avioane și în industria rachetelor și cosmice. Dintre el se fabrică detalii ale motoarelor, palele turbinelor, elementele planului, fixările și elementele constructive. Înaltul său punct de duritate permite reducerea greutății vehiculelor aerian. Aliajele cu aluminiu, vanadiu, zirconiu și molibden sunt utilizate în noduri care funcționează la temperaturi ridicate.

Medicină

Datorită biocompatibilității sale, titanul este folosit pentru producerea de implanturi: articulații artificiale, implanturi dentare, plăci osoase, vârfuri și instrumente chirurgicale. Titanul nu provoacă respingere și reacții alergice, iar suprafața poroasă favorizează înrădăcinarea țesutului osos.

Industria chimică și petrolieră

Rezistența la coroziune a titanului îl face indispensabil pentru fabricarea reactorilor, schimbătorilor de căldură, conductelor și pompelor care funcționează în medii aggressive. Este rezistent la acizi, cloruri și alte substanțe corozive.

Navalnicie

Titan este utilizat pentru crearea corpului navei, propellerelor și altor elemente expuse la acțiunea apei marine. Metalul nu corodează în apă marină, ceea ce prelungște durata de viață a navelor.

Industria energetică nucleară

Titan este utilizat pentru fabricarea conductelor, schimbătorilor de căldură și altui echipament pentru centralele nucleare. Rezistența sa la radiații și coroziune asigură fiabilitatea elementelor reactoarelor nucleare.

Producția titanului

Producția de titan este un proces complex și energetic, care include mai multe etape:

• Chlorationul minereului. Ilmenitul sau rutilul sunt tratate cu clor în prezența carbonului, obținându-se tetrachloridul de titan (TiCl₄).
• Recovery. Tetrachloridul este regenerat cu magneziu (metoda magneettermică) sau sodiu, obținându-se un burete de titan.
• Reciclare. Buretele este topit în vase de arsură vacuum pentru obținerea de billete.
• Legare. Pentru obținerea aliajelor cu proprietăți dorite se adaugă aluminiu, vanadiu, molibden și alte elemente.

Principalele tehnologii de producție sunt metoda magneettermică (Kroll) și metoda de topire cu sodiu. Cercetările moderne vizează reducerea consumului de energie și scumpirea producției, inclusiv dezvoltarea de noi aliaje și tehnologii de pulberi.

Țările care extrag titan

Piața globală a materiilor prime din titan este caracterizată de o concentrare ridicată a producției în câteva țări. Cele mai mari producătoare de concentrate de titan sunt:

• China — cel mai mare producător, asigurând aproximativ 34–35% din producția mondială.
• Australia — al doilea producător în ceea ce privește dimensiunea, cu o cotă de 14–17%.
• Mozambic — aproximativ 11–12% din producția mondială.
• Republica Africană de Sud — aproximativ 9%.
• India — aproximativ 7–8%.
• Senegal — aproximativ 4–5%.
• Ucraina — până la 4–5% (cota a scăzut în ultimii ani).

Alți producători semnificativi sunt Vietnam, Canada, Statele Unite, Rusia, Norvegia și Brazilia. În 2020, volumul producției mondiale de concentrat de titan a fost evaluat la 7–8 milioane de tone.

Cele mai mari zăcăminte de minereu de ilmenit se află în Australia, China, India, Africa de Sud și Brazilia. Zăcămintele de rutil sunt concentrate în principal în Australia, India și Africa de Sud.

În Rusia, principalii producători sunt întreprinderile din Ural și Siberia, iar în procesul de dezvoltare se află zăcământul Tugansk din regiunea Tomsk.

Permanent link to this publication: