Производство на гъбест титан чрез термична редукция на магнезий
Гъбестият метален титан, произведен чрез термична редукция на метален магнезий, се нарича "гъбест титан". Процентът на чистота (масата) на титановата гъба обикновено е 99,1 до 99,7. Общият процент (маса) на примесния елемент е 0.3-0.9, процентът (маса) на примесния елемент кислород е 0.06-0.20, а твърдостта ( HB) е 100-157. Според различна чистота, той е разделен на пет степени от WHTiO до MHTi4.
Гъбестият титан е основната суровина за производството на промишлени титанови сплави, а производството му е основната връзка на титановата индустрия. Това е суровината от титанов материал, титанов прах и други титанови части. Превърнете илменита в титанов тетрахлорид, поставете го в запечатан резервоар от неръждаема стомана, напълнете го с газ аргон, накарайте ги да реагират с металния магнезий и получете "титанова гъба". Тази пореста "титаниева гъба" не може да се използва директно и трябва да се разтопи в течност в електрическа пещ, преди да се излее в титанови блокове.
Магнитотермално производство на титанова гъба: Титанът, като химичен елемент, е открит в желязната руда през 1791 г. от преподобния Уилям Грегор, английски свещеник и минералог. Тъй като титанът има силен афинитет към елементи като кислород, азот, въглерод и водород и реагира с повечето огнеупорни материали при високи температури, процесът на извличане на металния титан е много сложен и труден. До 1910 г. Матю А. Хънтър от Политехническия институт Rensselaer в Съединените щати нагрява титанов тетрахлорид и натрий до 700-800 градуса по Целзий, за да извлече титан с висока чистота. Този метод се нарича метод на Хънтър. . По онова време обаче приложението на титана е ограничено до лабораторията. Едва през 1932 г. Уилям Джъстин Крол демонстрира, че титанът може да бъде извлечен чрез редуциране на титанов тетрахлорид с магнезий. Осем години по-късно той подобри процеса, използвайки магнезий и дори натрий за намаляване на титана, метод, който стана известен като процеса на Крол или магнезиев процес. Магнезиевият термичен метод в момента е най-широко използваният метод за производство на титан в света. С него титановият метал може да се произвежда масово и да влезе в редиците на съвременните инженерни материали.
Принципът на производство на гъбест титан по метода на магнезия е: в аргонова атмосфера при 880 градуса -950 градуса, рафинираният титанов тетрахлорид претърпява редукционна реакция с метален магнезий, за да се получи гъбест метален титан и магнезиев хлорид, и магнезиевият хлорид се изхвърля от редукционната пещ. Вакуумната дестилация се използва за отстраняване на останалия магнезиев хлорид и излишния магнезий в порите на титановата гъба, за да се получи титанова гъба. Процесът на производство на гъбена титанова сплав чрез магнезиев термичен метод е както следва:
Страничният продукт магнезиев хлорид, получен в реакцията на редукция, използваща метален магнезий като редуциращ агент в магнезиевия термичен метод, се възстановява електролитно за възстановяване на магнезий и хлор. Магнезият продължава да участва в реакцията на редукция, а хлорният газ се транспортира до екологичния цех за рециклиране. След като дестилационният кондензат се стопи, магнезиевият хлорид се изхвърля, а останалият магнезий може да се използва като магнезиев редуциращ агент, за да продължи да участва в процеса на термично производство на магнезий. Следователно, рециклирането на метален магнезий и хлор се осъществява при производството на магнезиев оксид. Рециклирането на газ магнезиев хлор намалява замърсяването на околната среда по време на производството на титаниева гъба и намалява консумацията на енергия при производството.
