Penukar panas koil titanium-Teknologi pemrosesan titanium

Minat suku cadang berkualitas tinggi yang terbuat dari bubuk dengan kemurnian tinggi yang diproduksi oleh International Titanium Powder Titanium Equipment, Titanium Coil,Penukar panas koil titanium, Reaktor Titanium, Perusahaan Evaporator Titanium hanya memperhitungkan metode pemesinan atau pembentukan bubuk saat ini. Sebagian kecil dari biaya. Serbuk ini dapat digunakan sebagai bahan pilihan untuk beberapa teknik pembentukan jaring dekat seperti deposisi laser dan pencetakan jet logam.

Teknologi pemrosesan titanium

Titanium memiliki sifat unik: kepadatan rendah, kekuatan spesifik tinggi, kekuatan suhu tinggi, ketahanan korosi super. Sebagai logam struktural, titanium menempati urutan keempat di kerak bumi, kedua setelah besi, aluminium, dan magnesium, dan melebihi jumlah nikel, tembaga, kromium, timbal, timah, dan seng. Namun, sistem produksi titanium saat ini sangat kompleks dan mahal. Titanium sangat berharga karena proses pemurnian saat ini dari bijih menjadi logam merupakan proses pembuangan batch multi-langkah dan bersuhu tinggi. Kita mulai dengan menjelaskan teknologi titanium saat ini dan kemudian membahas empat cara paling menjanjikan untuk mengurangi biaya titanium. Metode tersebut antara lain metode Kroll, Hunter, Cambridge, dan Armstrong.

1. Metode ekstraksi titanium saat ini

Saat ini produksi logam titanium dimulai dari TiO2 rutil. Rutil dan kokas minyak bumi diklorinasi dalam reaktor fluidized bed pada suhu 1000 derajat (1830 derajat F) untuk menghasilkan TiCl4.

TiO2+2Cl2+CTiCl4+CO2

Produksi titanium juga dapat dimulai dari sumber berbiaya rendah lainnya seperti ilmenit atau terak, namun mengandung lebih banyak zat besi dan pengotor lainnya. TiCl4 cair dimurnikan, dan sekitar 90% TiCl4 dioksidasi menjadi TiO2 untuk industri pigmen.

Titik awal untuk semua proses komersial TiCl4. Dua alasan utama untuk memulai dengan TiCl4 adalah ① kemurnian TiCl4 yang tinggi, dan ② pemisahan titanium dan oksigen

2. Metode Kroll

Dibandingkan dengan metode yang dikembangkan oleh DuPont pada tahun 1948, metode Kroll yang digunakan saat ini tidak banyak berubah, terutama metode berikut ini. Evaporator baja tahan karat yang kering dan bersih dievakuasi dan diisi dengan argon. Kemudian magnesium yang digunakan untuk mereduksi TiCl4 dimasukkan ke dalam kukusan. Panaskan pengukus hingga 800 derajat -900 derajat (1470 derajat F-1650 derajat F) lalu masukkan TiCl4 secara perlahan ke dalam pengukus. Rumus reaksi reduksi magnesium TiCl4 adalah sebagai berikut:

TiCl4+2MgTi+2MgCl2

Saat reduksi berlangsung, MgCl2 mengalir keluar secara berkala. Setelah beberapa hari, tergantung pada ukuran retort, reaksi berhenti dan tekanan retort meningkat. Pada titik ini, sekitar 30% magnesium masih belum bereaksi. Logam titanium yang membentuk zat berpori seperti spons.

Sekarang terdapat logam titanium (spons titanium), magnesium yang tidak bereaksi dan beberapa MgCl2 di dalam evaporator. Pengotor ini dapat dihilangkan dengan pencucian atau distilasi vakum. Distilasi vakum menghasilkan spons titanium dengan meningkatkan suhu retort dan menghilangkan magnesium dan MgCl2 yang tidak bereaksi dalam kondisi vakum. Reaktor kemudian dibuka dan titanium dihilangkan. Potong spons titanium menjadi potongan berukuran 0.6cm0.25, tambahkan logam paduan, dan mungkin beberapa residu titanium, lalu lelehkan menjadi batangan. Untuk memastikan keseragaman dan menghilangkan inklusi terak, ingot dilebur kembali satu atau dua kali lagi.

3. Elektrolisis

Pada tahun 1953, Kroll memperkirakan bahwa elektrolisis akan digunakan untuk memproduksi titanium dalam 15 tahun. Namun mengapa pabrik titanium elektrolitik komersial belum dibangun setelah lebih dari 50 tahun?

Elektrolisis diperkirakan mempunyai dampak yang sama dengan diperkenalkannya proses Hall-Heroult yang sangat mengurangi minat produksi aluminium. Sebelum Hall-Heroult, aluminium direduksi dengan natrium, dan bunganya lebih mahal daripada emas. Namun, karena perbedaan besar antara titanium dan aluminium, produksi titanium melalui elektrolisis lebih sulit.

Di satu sisi, titik leleh titanium 1000 derajat (1800 derajat F) lebih tinggi dibandingkan titik leleh aluminium. Oleh karena itu, sejauh ini, semua peralatan titanium solid-state, koil titanium, penukar panas titanium, reaktor titanium, dan evaporator titanium yang dihasilkan melalui elektrolisis memiliki jaringan dendritik, dan mengalami kehilangan elektrolit karena penundaan. Dalam rendaman elektrolit, aluminium hanya memiliki satu valensi tetap, sedangkan titanium memiliki dua valensi. Keadaan valensi ganda ini menyebabkan hilangnya efisiensi elektronik. Namun permasalahan utamanya adalah metode elektrolisis mungkin tidak lebih murah dibandingkan metode Kroll, karena keduanya dimulai dari TiCl4. Beberapa analisis ekonomi menunjukkan bahwa metode elektrolisis seharusnya menghemat sejumlah uang dibandingkan metode Kroll. Namun produksi skala percontohan yang dilakukan beberapa perusahaan gagal membuktikan hal tersebut.

Elektrolisis telah menjadi bidang utama penelitian elektroekstraksi. Tapi itu belum pernah diproduksi secara industri. Kenyataannya adalah setiap orang menghabiskan ratusan ribu dolar untuk membangun pabrik eksperimental, dan kemudian meninggalkan proyek tersebut.

4. Metode FFC Cambridge

Cara lainnya adalah metode reduksi elektrolitik yang lebih radikal yang diumumkan oleh Derek Fray dari Universitas Cambridge, yang telah membawa kegembiraan bagi banyak orang. Dalam metode ini, TiO2 ditekan menjadi butiran dan kemudian digunakan sebagai katoda dalam rendaman kalsium klorida (CaCl2) 950 derajat (1740 derajat F), dengan elektroda grafit sebagai anoda. Ketika arus listrik dialirkan, oksigen terionisasi dan dilarutkan dalam rendaman CaCl2. Karena oksigen monovalen ada dalam larutan, masalah ion titanium divalen dapat diatasi. Titanium yang dihasilkan dengan metode ini hanya mengandung 60 ppm oksigen dalam skala kilogram.

Metode ini dimulai dengan rutil, sehingga secara teoritis kepentingan produksi titanium harus dikurangi secara signifikan. Namun, rutil bukanlah TiO2 murni dan alternatif selain klorinasi untuk pemurnian harus ditemukan. Selain itu, salah satu alasannya adalah metode klorinasi memisahkan titanium dari oksigen. Banyak upaya sebelumnya untuk memproduksi titanium rendah oksigen telah gagal

Agar proses ini berjalan lancar, tidak hanya keberhasilan elektrolisis TiO2 yang diperlukan, tetapi sumber TiO2 murni yang murah juga harus ditemukan. Perjalanan dari produksi skala kecil ke industrialisasi skala ton masih panjang. Karena metode ini berpotensi mengurangi biaya titanium secara signifikan, maka metode ini layak untuk dipelajari.