Содержание титана в земной коре составляет 0,63 % (4-е место после алюминия Al, железа Fe и магния Mg). Он входит в состав свыше 100 минералов, из которых важнейшими являются рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3·Fe3O4, перовскит CaTiO3 и титанит CaO·TiO2·SiO2. Промышленное производство было освоено только после Второй мировой войны.
Исходным продуктом для производства металлического титана служат главным образом не содержащие кислорода вещества, получаемые из титановых руд. Основное вещество – четырёххлористый титан TiCl4. При проектировании всех титановых заводов в СССР был принят магниетермический способ производства титана из TiCl4.
Более низкое, по сравнению с кальцием, натрием и магнием сродство титана к хлору при температурах, представляющих практический интерес для осуществления процесса восстановления, доступность TiCl4, достаточно высокая его чистота и относительно низкая его стоимость, а также возможность получения из него титана высокого качества делают TiCl4 в настоящее время основным сырьём для металлотермического получения титана.
В процессе производства очищенный TiCl4 восстанавливают чистым магнием в среде аргона по суммарной реакции:
TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2.
Затем образовавшуюся титановую губку (пористая масса) подвергают вакуумнотермической обработке, чтобы удалить избыточный магний и MgCl2.
Содержание основных примесей в магниетермическом титане составляет в процентах:
0,01–0,03 С; 0,05–0,015 O; 0,01–0,05 N; 0,03–0,2 Fe; 0,04–0,12 Mg.
Более глубокой очистки достигают зонной плавкой.
|