· Верига за производство на титан
· Веригата на титанова индустрия може да бъде разделена на следните четири части:
·1. Обогатяване на първични минерали като илменит и рутил за получаване на по-висококачествени концентрати чрез физични методи
·2. Чрез преработка и пречистване на концентрата се произвежда титанов диоксид с висока чистота за употреба в производството на титанов диоксид.
Титановата гъба се отнася до чистотата на 98,5%-99.7% порест метален титан чрез редуциране на титанов тетрахлорид с магнезий или натрий. Това е най-важната суровина в промишленото производство на титан. Титановата гъба е основен продукт при производството на метален титан, който трябва да бъде допълнително отлят, за да се получи титанов слитък, а именно промишлен чист титан, и след това да се преработи в съответния титанов материал или титанова сплав.
· Приготвяне на титаниева гъба: Понастоящем в индустрията има основно метод за термична редукция на магнезий (Kroll), метод на термична редукция на натрий (метод на Hunter) и метод на електролиза на разтопена сол. Предимствата на метода за термична редукция на магнезий са, че редукторът магнезий може да бъде рециклиран и капацитетът на една пещ е голям. За разлика от това, качеството на продукта при метода за термична редукция на натрий е по-добро, съдържанието на метални примеси е ниско, но производственият капацитет на единичната пещ е малък, консумацията на натрий е голяма. Методът за електролиза на разтопена сол все още е в етап на полупромишлен тест.
· Титанов диоксид и неговите приложения
·
Титановият диоксид (TiO2), много стабилен оксид с отлични оптични и пигментни свойства, се използва главно като бял неорганичен пигмент. Неговият нетоксичен, най-добрата непрозрачност, най-добрата белота и яркост се счита за най-доброто представяне на бял пигмент в света, широко използван в боя, пластмаса, хартия, печатарско мастило, химически влакна, каучук, козметика и други индустрии.
· Има два метода за промишлено производство на титанов диоксид, метод на сярна киселина и метод на хлорид: методът на сярна киселина има зрял производствен процес и просто оборудване, но недостатъкът е дълъг производствен процес и сериозно замърсяване на околната среда; Технологията за хлориране е усъвършенствана, голям капацитет, високо качество на продукта, белота и диапазонът на разпределение на размера на частиците е тесен, в същото време хлорът също може да бъде рециклиран, недостатъкът е, че изискванията за суровината са твърде строги, суровината трябва да бъде TiO2 съдържание 90%-95% естествен или изкуствен рутил или титанова шлака.
· Процес на производство на сярна киселина от титанов диоксид
· Процес на производство на хлориран титанов диоксид
· Титановият диоксид се предлага в три кристални форми, а именно рутил, анатаз и пластинчат титан. Сред тях пластинчатият титан не може да се използва като пигмент, а основният пигмент, използван в промишлеността, е титанов диоксид от тип анатаз и тип рутил.
· Анатният титанов диоксид има предимствата на висока чистота, фини и еднородни частици, добри оптични свойства, силна пречупваща сила, висока обезцветяваща сила, силна покривна способност, ниска абсорбция на масло, висока водна дисперсия и се използва главно в боя, мастило, химикали влакна, каучук, стъкло, козметика, сапун, пластмаса и производство на хартия. Рутилов титанов диоксид в допълнение към предимствата на анатазния титанов диоксид, но също така има по-добра устойчивост на атмосферни влияния и покривност, използва се главно в модерни промишлени пигменти, лъскави латексови покрития, пластмаси, гумени материали с по-високо обезцветяване и бързи изисквания към слънцето, усъвършенстван слой за покритие на хартия и восъчна хартия. От производителността на пигмента, рутил титанов диоксид е по-добър от анатаз титанов диоксид, рутил титанов диоксид и продукти за повърхностно покритие в мнозинството. През 2010 г. рутилният титанов диоксид в нашата страна представлява 57% от общия титанов диоксид, което е далеч по-ниско от 90% от световното ниво. В бъдеще делът на рутилов титанов диоксид в нашата страна все още има по-голяма възможност за подобряване.
· В момента индустрията за титанов диоксид претърпява три основни корекции: (1) растежът на световното производство на титанов диоксид е сравнително бавен, а Азиатско-тихоокеанският регион, особено бързият растеж на производството на титанов диоксид в Китай, световната индустрия за титанов диоксид в азиатско-тихоокеанския регион, особено в Китай, за прехвърлянето на ситуацията е много очевидно; (2) След като производителността на титановия диоксид постави по-високи изисквания, обработката на покритието с титанов диоксид се превърна във важно средство, разнообразие от специален титанов диоксид продължава да се появява, индустрията за титанов диоксид от общите доставки към посоката на развитие на специалните доставки се увеличават; (3) Титановият диоксид се разделя на два вида: анатон и рутил. Въпреки че титановият диоксид от анатонен тип все още заема част от пазарния дял поради високата си цена, титановият диоксид от рутилов тип все още е общата тенденция на бъдещото развитие на индустрията с отличното си представяне. В продуктовата структура на титановия диоксид у нас делът на рутилния титанов диоксид се увеличава, възлизайки на около 57%, но все още е далеч по-нисък от 90% в света. Структурата на продукта от титанов диоксид в нашата страна активно променя посоката на рутил титанов диоксид. За да обобщим, индустрията за титанов диоксид в нашата страна, особено перспективата за специален рутилов титанов диоксид е все още обещаваща.
· Приложения от титанов метал и титанови сплави
· Титанът е важен структурен метал, разработен през 50-те години на миналия век. Титановата сплав има характеристиките на ниска плътност, висока специфична якост, добра устойчивост на корозия, ниска топлопроводимост, нетоксична и немагнитна, заваряемост, добра биосъвместимост, силна повърхностна декоративност и се използва широко в авиацията, космонавтиката, химикалите, петрола, електроенергия, медицина, строителство, спортни стоки и други области. Много страни в света са осъзнали важността на материалите от титанови сплави и са извършили изследвания и разработки и са приложени на практика.
· През 2011 г. световното потребление на титан в търговската авиация достигна 46%, а военният титан представляваше 9% (главно военна авиация), а общото потребление на титан в авиационния сектор надхвърли 50%; Индустриалното потребление на титан представлява 43%, а нововъзникващите пазари представляват 2%.
· Има ясни регионални различия в структурата на търсенето на титанови продукти. В Северна Америка и Европейския съюз, особено в Съединените щати, където има развита космическа и отбранителна промишленост, около 50% от търсенето на титанови продукти идва от космическата и отбранителната индустрия. В Япония индустриалният титан от химикали и други индустрии доминира в търсенето. Аерокосмическата промишленост представлява само 2-3% от търсенето на титан в Япония, според Японската титанова асоциация. Подобно на Япония, по-голямата част от търсенето на титанови продукти в Китай идва от химическия и енергийния сектор, като космонавтиката представлява само 10%. Докато Китай се превърна в един от най-големите производители и потребители на метал в света, по-голямата част от производството е ограничено до по-нисък клас титан, използван в рамки за велосипеди, стикове за голф или тръби за защита срещу корозия в химическата промишленост. През последните години обаче количеството титан, използвано в космическото пространство, се е увеличило значително в Азия, което показва, че перспективата за пазара на титан е сравнително ярка.
· Аерокосмически сектор
· Титанът, използван в космическата индустрия, е концентриран в западните страни, особено в Съединените щати, където 60% от титановите материали се използват в тази област. Азиатските страни, Япония и Китай представляват около 10% от титана в тази област. Въпреки това, с бързото развитие на азиатската аерокосмическа индустрия през последните години, потреблението на титан в аерокосмическата област ще се увеличи съответно. От глобална гледна точка, авиационната индустрия играе решаваща роля на пазара на титан. В исторически план големите цикли на титановата индустрия са тясно свързани с охлаждането и затоплянето на авиационната индустрия.
· През 2011 г. световното производство на титанови материали достигна 148 000 тона, включително около 64 000 тона титанови материали за търговската авиация. Търсенето на въздушен транспорт все още е огромно в бъдещия глобален икономически растеж и се очаква търсенето на нови самолети да бъде около 30000 през следващите 20 години. Междувременно търсенето на титан за нови самолети е по-високо от това за стари самолети. Изчислено е, че средното търсене на титан за търговски самолети ще достигне 40 тона/самолет след 20 години; Според това изчисление през следващите 20 години глобалната търговска авиационна индустрия ще увеличи търсенето на титанови материали с около 1,2 милиона тона, с общ годишен темп на растеж от около 17% и средно годишно увеличение от 60,{{ 15}} тона. Титановата индустрия за гражданска авиация ще покаже бърз растеж. Нови възможности ще се появят и във военната авиация; Секторът на военната авиация също се очаква да види ново търсене поради увеличените военни разходи от страни по света поради глобалното геополитическо напрежение.
· Граждански пътнически самолети
· Основните приложения на титанови сплави в самолетите са както следва:
·(1) Намаляване на структурното тегло и подобряване на структурната ефективност: Усъвършенстваните бойни технически характеристики (като свръхзвукови самолети) изискват самолетът да има относително нисък коефициент на структурно тегло (т.е. тегло на структурата на тялото/нормално тегло при излитане на самолета), а титановата сплав има характеристики на якост, близки до стомана със средна якост, но ниска плътност, вместо структурна стомана и високотемпературна сплав, могат значително да намалят теглото на конструкцията, но също така може да спести разходи; Като вземем двигателя като пример, статистиката показва, че за всеки килограм намалено качество на авиационен двигател, разходите за употреба могат да бъдат намалени с около $220-440.
·(2) Отговаря на изискванията за използване на високотемпературни части: Титановата сплав има характеристиките на добра устойчивост на топлина, като например често използвания Ti-6Al-4V може да работи при 350 градуса за дълго време, така че във високотемпературните части на самолета (като задната част на фюзелажа и т.н.) може да се замени алуминиевата сплав, която не може да отговори на изискванията поради висока температура; TC11 може да работи при 500 градуса за дълго време и може да замени суперсплав и неръждаема стомана в компресорната част на двигателя.
·(3) Отговаря на изискванията за съвпадение с композитни структури: За да се намали структурното тегло и да се изпълнят изискванията за стелт, композитите се използват широко в съвременните самолети. Силата и твърдостта на титановата сплав и композитните материали са добре съчетани, което може да постигне добър ефект на намаляване на теглото. В същото време, тъй като потенциалът на двете е относително близък, не е лесно да се произведе галванична корозия, така че съответните части на структурните части и крепежни елементи трябва да използват титаниева сплав.
·(4) Отговарят на изискванията за висока устойчивост на корозия и дълъг живот: Титаниевите сплави имат висок живот на умора и отлична устойчивост на корозия, което може да подобри устойчивостта на корозия и живота на конструкцията и да отговори на изискванията за висока надеждност и дълъг живот на модерни самолети и двигатели.
· Военни самолети
Разработването и закупуването на военни оръжия вървят към преносимост и гъвкавост. За да се отговори на изискванията за бойни характеристики на изтребителите, в допълнение към използването на усъвършенствана технология за проектиране, е необходимо да се използват материали с превъзходни характеристики и усъвършенствана производствена технология. Една от важните мерки е да се избере голям брой титанови сплави и да се подобри нивото на приложение на модерните титанови сплави. От 60-те години на миналия век количеството титан в чуждестранните военни самолети се увеличава всяка година. Понастоящем количеството титанова сплав в различни модерни военни изтребители и бомбардировачи, проектирани в Европа и Съединените щати, е стабилно на повече от 20%, а делът на титан в новите модели се увеличава значително.
· Автомобилна индустрия
· Намаляването на разхода на гориво и емисиите на опасни отпадъци (CO2, NOX и др.) се превърна в една от основните движещи сили и насоки на технологичния прогрес в автомобилната индустрия. Изследванията показват, че лекото тегло е ефективна мярка за постигане на икономия на гориво и намаляване на замърсяването. За всеки 10% намаление на качеството на превозното средство, разходът на гориво може да бъде спестен с 8%-10% и емисиите на отработени газове могат да бъдат намалени с 10%. По отношение на шофирането, производителността на ускорението на автомобила е подобрена след олекотяване, както и стабилността на управлението на автомобила, шумът и вибрациите също са подобрени. От гледна точка на безопасността при сблъсък, след като колата е лека, инерцията по време на сблъсък е малка и спирачният път е намален.
· Предпочитаният подход към автомобилното олекотяване е да се заменят традиционните автомобилни материали (стомана) с леки материали с висока специфична якост, като алуминий, магнезий, титан и др. През 2009 г. световният обем на автомобилния титан достигна 3,{{2} } тона. Титанът се използва в състезателните автомобили от много години. В момента титановите материали почти се използват в състезателните автомобили. Титанът е бил използван в Япония за повече от 600 тона.
· Предимствата от използването на титан в автомобилите включват: намаляване на теглото и по-нисък разход на гориво; Подобрете ефекта на предаване на мощност и намалете шума; Намалете вибрациите, намалете натоварването на компонентите; Подобрете издръжливостта на автомобила и опазването на околната среда.
· Сектор здравеопазване
·
Титанът има широк спектър от приложения в областта на медицината. Титанът е близък до човешката кост, има добра биосъвместимост и няма токсични странични ефекти върху човешката тъкан. Човешките импланти са специални функционални материали, тясно свързани с човешкия живот и здраве. В сравнение с други метални материали, предимствата на използването на титан и титанови сплави са следните: 1 леко тегло; 2. Нисък модул на еластичност; 3 Немагнитен; 4 Без токсичност; 5 Устойчивост на корозия; Висока якост и добра якост. Количеството титанови сплави, използвани в хирургическите импланти, нараства с 5%-7% годишно. Титан и титаниева сплав, изработени от глава на бедрената кост, тазобедрена става, раменна кост, череп, колянна става, лакътна става, раменна става, метакарпопръстна става, челюст, сърце, бъбрек, съдов дилататор, шини, протези, крепежни елементи и други стотици метални части, трансплантирани в човешкото тяло, постигна добри резултати, получи висока оценка от медицинската общност.
· Химическа промишленост
· Титанът се използва широко в много сектори на националната икономика поради отличната си устойчивост на корозия, механични свойства и свойства на процеса. Особено в химическото производство титанът се използва вместо неръждаема стомана, никелова сплав и други редки метали като устойчиви на корозия материали. Това е от голямо значение за увеличаване на производството, подобряване на качеството на продукта, удължаване на експлоатационния живот на оборудването, намаляване на потреблението, намаляване на потреблението на енергия, намаляване на разходите, предотвратяване на замърсяването, подобряване на условията на труд и подобряване на производителността на труда.
· Титанът се превърна в един от основните антикорозионни материали в химическото оборудване и утвърди своята позиция в устойчивостта на корозия в химическото оборудване. Като идеален материал в химическото оборудване, титанът привлича все повече внимание от страна на инженери и техници.
· След години на популяризиране, титанът и неговите сплави са широко използвани като отличен устойчив на корозия структурен материал в химическото производство. Понастоящем приложението на титаново оборудване е разширено от първоначалната индустрия за сода и сода каустик до хлорат, амониев хлорид, урея, органичен синтез, багрила, неорганични соли, пестициди, синтетични влакна, химически торове и фини химикали и други индустрии, и типът оборудване се е развил от малки и прости до големи и разнообразни.
· Резултатите от проучването показват, че титаниевите топлообменници представляват 57%, титаниевите аноди представляват 20%, титаниевите съдове представляват 16% и други представляват 7%. В химическата промишленост до "две алкали", най-голямото количество титанов топлообменник в химическото оборудване.
· През последните години производствената технология на титанови материали в Китай се подобри бързо. Титанът, използван в космическата индустрия, титанът, използван във военните, и титанът, използван в автомобилите, се разраства бързо, особено в областта на космическата промишленост, с тенденция за догонване на титана, използван в химическата промишленост. Като цяло техническото съдържание на титан за химическата промишленост е малко, добавената стойност на продуктите е ниска и делът на титан за химическата промишленост неизбежно ще намалее постепенно.
· Офшорно инженерство
· С развитието на науката и технологиите и изчерпването на земните ресурси човешката експлоатация и използване на океаните бяха поставени на дневен ред. Титанът има отлична устойчивост на корозия към морската вода и се използва широко в обезсоляването на морска вода, корабите, разработването на топлинна енергия в океана и експлоатацията на ресурсите на морското дъно.
· Още през 60-те години нашата страна започна изследването на приложението на титан и титанови сплави в корабно и океанско инженерно оборудване и свърши много работа, основно формира редица марки, различни изпълнения, пълни разновидности и спецификации на Marine система от титанова сплав. Поради характеристиките на самия титан и титанова сплав, той има уникални предимства при прилагането на кораби и морско оборудване, така че се използва широко в ядрени подводници, дълбоководни подводници, ледоразбивачи с атомна енергия, подводни крила, кораби на въздушна възглавница, миночистачи и витлови перки, морска вода тръбопровод, кондензатор, топлообменник и др.
· По отношение на корабното приложение, в момента количеството титан, използвано за кораби в Китай, е много малко, което представлява по-малко от 1% от общото тегло на корабите. Има голям потенциал за развитие в областта на резервния титан и титанови сплави за кораби и морско оборудване. В допълнение, при обезсоляване на морска вода и крайбрежна електроцентрала, поради огромното пазарно търсене на обезсоляване на морска вода и крайбрежна електроцентрала в нашата страна, при условие за по-нататъшно намаляване на разходите за титаниева сплав и подобряване на стабилността на качеството на продукта, пазарното приложение перспективата за титана ще бъде много широка.
· Ежедневието
· Титанът се използва широко в ежедневието и може да бъде описан като повсеместен, като глави за голф, рамки за велосипеди, тенис ракети, инвалидни колички, рамки за очила и др.
· Приложението на титана в спортните стоки поради неговото леко тегло и висока якост постепенно се разшири от най-ранните ракети за тенис и бадминтон до глави за голф, стикове и състезателни коли. През 2008 г. спортът за свободното време представляваше 13% от общото потребление в Китай, сред които количеството титан, използвано само в главите и стикове за голф надхвърли 1,000 тона. Рамките за велосипеди, изработени от титанова сплав, също са популярни. В момента близо 50 компании произвеждат титаниеви велосипеди, а Съединените щати отдавна са най-големият производител и потребител на титаниеви велосипеди. Леките характеристики на титана също се прилагат към рамката и титанът не е лесно алергичен към кожата, а повърхността на титана може да има брилянтен цвят след анодно третиране, така че се прилага върху рамката от началото на 80-те години.
През последните години приложението на титан в човешкото ежедневие се разширява и скоростта на развитие е много бърза, а технологията на приложение е по-зряла и съвършена. Съединените щати и Япония са водещи, когато става дума за титан за ежедневна употреба.
