Μέθοδοι παρασκευής τιτανίου

Η τήξη τιτανίου περιλαμβάνει μια πολύπλοκη διαδικασία. Ο ιλμενίτης μετατρέπεται σε τετραχλωριούχο τιτάνιο, το οποίο στη συνέχεια τοποθετείται σε ένα σφραγισμένο δοχείο από ανοξείδωτο χάλυβα γεμάτο με αέριο αργό για να αντιδράσει με μεταλλικό μαγνήσιο, δίνοντας σπόγγο τιτάνιο. Το σφουγγάρι τιτάνιο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας. πρέπει να λιώσει σε υγρό σε ηλεκτρικό κλίβανο πριν χυθεί σε πλινθώματα τιτανίου.

Ωστόσο, αυτός ο τύπος ηλεκτρικού κλιβάνου απαιτεί εξαιρετικά προηγμένη τεχνολογία. Εκτός από την ανάγκη πλήρους εκκένωσης του κλιβάνου, μια σημαντική πρόκληση είναι η έλλειψη χωνευτηρίων για τη συγκράτηση του υγρού τιτανίου, καθώς τα περισσότερα πυρίμαχα υλικά περιέχουν οξείδια και το οξυγόνο σε αυτά τα οξείδια απορροφάται από το υγρό τιτάνιο. Τελικά, εφευρέθηκε ένας υδρόψυκτος ηλεκτρικός φούρνος χωνευτηρίου χαλκού. Σε αυτόν τον κλίβανο θερμαίνεται μόνο ένας κεντρικός χώρος, ενώ ο υπόλοιπος παραμένει κρύος. Το τετηγμένο τιτάνιο ρέει στα τοιχώματα του χωνευτηρίου που έχουν ψυχθεί με νερό-, όπου στερεοποιείται αμέσως σε πλινθώματα τιτανίου.

Η βιομηχανική μέθοδος για την παραγωγή τιτανίου-μεγάλης κλίμακας είναι η διαδικασία Kroll: πρώτον, το χλώριο και ο άνθρακας χρησιμοποιούνται για να αντιδράσουν με ιλμενίτη (TiFeO3) ή ρουτίλιο (TiO2) για την παραγωγή μεταλλικού τιτανίου. Το λαμβανόμενο τετραχλωριούχο τιτάνιο (TiCl4) στη συνέχεια διαχωρίζεται από το χλωριούχο σίδηρο (FeCl3) με απόσταξη. Τέλος, το τετραχλωριούχο τιτάνιο ανάγεται με μεταλλικό μαγνήσιο (Mg) για να ληφθεί μεταλλικό τιτάνιο. Ο αέρας πρέπει να αφαιρείται κατά τη διαδικασία παραγωγής για να αποτραπεί η αντίδραση του τιτανίου με το οξυγόνο ή το άζωτο και η δημιουργία ακαθαρσιών.