معالجة التيتانيوم ، واستخراج التيتانيوم من خاماته وتحضير سبائك التيتانيوم أو مجمعات سكنية لاستخدامها في مختلف المنتجات.
التيتانيوم (Ti) هو معدن ناعم ، مطيل ، رمادي فضي مع نقطة انصهار تبلغ 1،675 درجة مئوية (3،047 درجة فهرنهايت). بسبب تكوين على سطحه من أكسيد فيلم خامل نسبيًا كيميائيًا ، فهو ممتاز تآكل المقاومة في معظم الطبيعية البيئات . بالإضافة إلى ذلك ، فهو خفيف الوزن ، بكثافة (4.51 جرام لكل سنتيمتر مكعب) في منتصف المسافة بين الألومنيوم والحديد. مزيجها من الكثافة المنخفضة والقوة العالية يمنحها نسبة القوة إلى الوزن الأكثر كفاءة للمعادن الشائعة لدرجات حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية (1100 درجة فهرنهايت).
معدن تيتانيوم معدن تيتانيوم عالي النقاوة (99.999 بالمائة). الكسندر سي ويمر
نظرًا لأن قطره الذري مشابه للعديد من المعادن الشائعة مثل الألمنيوم والحديد والقصدير والفاناديوم ، يمكن بسهولة صنع التيتانيوم لتحسين خصائصه. مثل الحديد ، يمكن أن يوجد المعدن في شكلين بلوريين: سداسي الشكل معبأ (hcp) أقل من 883 درجة مئوية (1621 درجة فهرنهايت) ومكعب محوره الجسم (bcc) عند درجات حرارة أعلى حتى نقطة انصهاره. ينتج عن هذا السلوك المتآصل والقدرة على السبيكة مع العديد من العناصر سبائك التيتانيوم التي لها مجموعة واسعة من الخصائص الميكانيكية والمقاومة للتآكل.
على الرغم من وفرة خامات التيتانيوم ، فإن التفاعل العالي للمعدن مع الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين في الهواء عند درجات حرارة مرتفعة يتطلب عمليات إنتاج وتصنيع معقدة ومكلفة.
إيليا محمد ، زعيم أمة الإسلام ، رقي
تم اكتشاف خام التيتانيوم لأول مرة في عام 1791 في رمال شاطئ الكورنيش من قبل رجل الدين الإنجليزي ويليام جريجور. تم التعرف الفعلي على الأكسيد بعد بضع سنوات بواسطة الكيميائي الألماني M.H. كلابروث. أعطى كلابروث المعدن تشكل من هذا الأكسيد اسم التيتانيوم ، بعد جبابرة ، عمالقة الأساطير اليونانية.
تم إنتاج التيتانيوم المعدني النقي لأول مرة في عام 1906 أو 1910 بواسطة MA Hunter at معهد رينسلار للفنون المتعددة (تروي ، نيويورك ، الولايات المتحدة) بالتعاون مع شركة جنرال إلكتريك . يعتقد هؤلاء الباحثون أن التيتانيوم لديه نقطة انصهار تبلغ 6000 درجة مئوية (10800 درجة فهرنهايت) وبالتالي كان مرشحًا لخيوط المصباح المتوهج ، ولكن عندما أنتج هانتر معدنًا بنقطة انصهار أقرب إلى 1800 درجة مئوية (3300 درجة فهرنهايت) ، تم التخلي عن الجهد. ومع ذلك ، أشار هنتر إلى أن المعدن لديه بعض الليونة ، وطريقته في إنتاجه عن طريق تفاعل رابع كلوريد التيتانيوم (TiCl)4) مع الصوديوم تحت التفريغ تم تسويقه لاحقًا وهو معروف الآن باسم عملية هنتر. تم إنتاج المعدن ذو ليونة كبيرة في عام 1925 من قبل العلماء الهولنديين A.E. van Arkel و J.H. دي بوير ، الذي فصل رباعي يوديد التيتانيوم على خيوط ساخنة في لمبة زجاجية مفرغة.
في عام 1932 وليام جيه كرول لوكسمبورغ أنتجت كميات كبيرة من التيتانيوم المطيل عن طريق الجمع بين TiCl4بالكالسيوم. بحلول عام 1938 ، أنتج كرول 20 كيلوغرامًا (50 رطلاً) من التيتانيوم وكان مقتنعاً بأنه يمتلك خصائص تآكل وقوة ممتازة. في بداية الحرب العالمية الثانية هرب من أوروبا وواصل عمله في الولايات المتحدة في شركة يونيون كاربايد ولاحقًا في مكتب المناجم الأمريكي. بحلول هذا الوقت ، قام بتغيير عامل الاختزال من الكالسيوم إلى معدن المغنيسيوم. يُعرف كرول الآن بأنه أب صناعة التيتانيوم الحديثة ، وعملية كرول هي الأساس لمعظم إنتاج التيتانيوم الحالي.
ل القوات الجوية الأمريكية خلصت الدراسة التي أجريت في عام 1946 إلى أن السبائك القائمة على التيتانيوم كانت مواد هندسية ذات أهمية كبيرة ، حيث لا يمكن تلبية الحاجة الناشئة لنسب أعلى من القوة إلى الوزن في هياكل ومحركات الطائرات النفاثة بكفاءة بواسطة الفولاذ أو الألومنيوم. نتيجة لذلك ، قدمت وزارة الدفاع حوافز الإنتاج لبدء صناعة التيتانيوم في عام 1950. تأسست قدرة صناعية مماثلة في اليابان والاتحاد السوفيتي والمملكة المتحدة. بعد هذا الزخم تم توفيره من قبل صناعة الطيران ، وأدى التوافر الجاهز للمعادن إلى ظهور فرص لتطبيقات جديدة في أسواق أخرى ، مثل المعالجة الكيميائية ، والأدوية ، وتوليد الطاقة ، ومعالجة النفايات.
التيتانيوم هو رابع أكثر المعادن الهيكلية وفرة على الأرض ، ولا يتجاوزه سوى الألمنيوم والحديد و المغنيسيوم . تنتشر الرواسب المعدنية العملية في جميع أنحاء العالم وتشمل مواقع في أستراليا والولايات المتحدة وكندا وجنوب إفريقيا وسيراليون وأوكرانيا وروسيا والنرويج ، ماليزيا وعدة دول أخرى.
الروتيل. بيروفيلايت روتيل على بيروفيلايت من مقاطعة مونو ، كاليفورنيا. بي ام. شعوب
المعادن السائدة هي الروتيل ، وهي عبارة عن 95 في المائة من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiOاثنين) ، والإلمنيت (FeTiO3) ، والذي يحتوي على 50 إلى 65 بالمائة TiOاثنين. المعدن الثالث ، leucoxene ، هو تغيير في الإلمنيت الذي تم منه ترشيح جزء من الحديد بشكل طبيعي. لا يحتوي على محتوى محدد من التيتانيوم. توجد معادن التيتانيوم في التكوينات الغرينية والبركانية. تحتوي الترسبات عادة على ما بين 3 و 12 في المائة من المعادن الثقيلة ، تتكون من الإلمنيت والروتيل والليوكوكسين والزركون والمونازيت.
على الرغم من تضاؤل الاحتياطيات المعروفة القابلة للتطبيق من الروتيل ، إلا أن رواسب الإلمنيت وفيرة. التعدين النموذجي هو من خلال حفرة مفتوحة. توفر عجلة دلو الشفط الموجودة على نعرات عائمة رمالًا غنية بالمعادن لمجموعة من الشاشات تسمى trommels ، والتي تزيل المواد غير المرغوب فيها.
ما هو الغرض من نظام الضوابط والتوازنات؟
عادة ، يتم فصل المعادن من النفايات عن طريق فصل الجاذبية في مكثف حلزوني رطب. يتم فصل المركزات الناتجة عن طريق تمريرها عبر سلسلة معقدة من المعدات الكهروستاتيكية والمغناطيسية والجاذبية.
