Титанът е. Метален титан Къде да копаем титанова руда

Първоначално титанът е наречен "грегорит" от британския химик преподобния Уилям Грегор, който го открива през 1791 г. След това титанът е независимо открит от немския химик M. H. Klaproth през 1793 г. Той го нарече титан на името на титаните от гръцката митология - "въплъщение на природната сила". Едва през 1797 г. Клапрот открива, че неговият титан е елемент, открит преди това от Грегор.

Характеристики и свойства

Титанът е химичен елемент със символ Ti и атомен номер 22. Той е лъскав метал със сребрист цвят, ниска плътност и висока якост. Устойчив е на корозия в морска вода и хлор.

Възниква елементв редица минерални находища, главно рутил и илменит, които са широко разпространени в земната кора и литосферата.

Титанът се използва за производство на здрави леки сплави. Двете най-полезни свойства на метала са устойчивостта на корозия и съотношението му твърдост към плътност, най-високото от всички метални елементи. В нелегирано състояние този метал е толкова силен, колкото някои стомани, но по-малко плътен.

Физични свойства на метала

Това е издръжлив металниска плътност, доста пластичен (особено в безкислородна среда), лъскав и металоидно бял. Неговата относително висока точка на топене от над 1650 °C (или 3000 °F) го прави полезен като огнеупорен метал. Той е парамагнитен и има сравнително ниска електрическа и топлопроводимост.

По скалата на Моос твърдостта на титана е 6. Според този показател той е малко по-нисък от закалената стомана и волфрам.

Търговски чистият (99,2%) титан има максимална якост на опън от около 434 MPa, което е подобно на обикновените нискокачествени стоманени сплави, но титанът е много по-лек.

Химични свойства на титана

Подобно на алуминия и магнезия, титанът и неговите сплави незабавно се окисляват, когато са изложени на въздух. Реагира бавно с вода и въздух при стайна температура, защото образува пасивно оксидно покритие, което предпазва насипния метал от по-нататъшно окисляване.

Атмосферната пасивация дава на титана отлична устойчивост на корозия, почти еквивалентна на платината. Титанът е в състояние да устои на атака от разредена сярна и солна киселина, хлоридни разтвори и повечето органични киселини.

Титанът е един от малкото елементи, които горят в чист азот, реагирайки при 800°C (1470°F), за да образуват титанов нитрид. Поради високата си реактивност с кислород, азот и някои други газове, титаниевите нишки се използват в титанови сублимационни помпи като абсорбери за тези газове. Тези помпи са евтини и надеждно произвеждат изключително ниско налягане в системи със свръхвисок вакуум.

Често срещаните минерали, съдържащи титан, са анатаз, брукит, илменит, перовскит, рутил и титанит (сфен). От тези минерали само рутили илменитът са икономически важни, но дори те трудно се намират във високи концентрации.

Титанът се намира в метеорити и е открит в Слънцето и звездите от тип М с повърхностни температури от 3200°C (5790°F).

Понастоящем известните методи за извличане на титан от различни руди са трудоемки и скъпи.

Производство и изработка

В момента са разработени и използвани около 50 вида титан и титанови сплави. Днес са признати 31 класа титанов метал и сплави, от които класове 1–4 са търговски чисти (нелегирани). Те се различават по якост на опън в зависимост от съдържанието на кислород, като клас 1 е най-пластичен (най-ниска якост на опън с 0,18% кислород), а клас 4 най-малко пластичен (най-висока якост на опън с 0,40% кислород).

Останалите класове са сплави, всяка от които има специфични свойства:

• пластмаса;
• сила;
• твърдост;
• електрическо съпротивление;
• специфична устойчивост на корозия и техните комбинации.

В допълнение към тези спецификации, титаниевите сплави се произвеждат също така, че да отговарят на аерокосмическите и военните спецификации (SAE-AMS, MIL-T), ISO стандартите и специфичните за страната спецификации, както и на изискванията на крайните потребители за аерокосмическата, военната, медицинската и промишлената промишленост приложения.

Търговски чист плосък продукт (лист, плоча) може лесно да бъде формован, но обработката трябва да вземе предвид факта, че металът има "памет" и склонност да отскача обратно. Това важи особено за някои сплави с висока якост.

Титанът често се използва за производство на сплави:

• с алуминий;
• с ванадий;
• с мед (за втвърдяване);
• с желязо;
• с манган;
• с молибден и други метали.

Области на използване

Титанови сплави под формата на листове, плочи, пръти, тел и отливки намират приложение в промишлеността, космическата промишленост, развлеченията и нововъзникващите пазари. Прахообразният титан се използва в пиротехниката като източник на ярки горящи частици.

Тъй като титановите сплави имат високо съотношение на якост на опън към плътност, висока устойчивост на корозия, устойчивост на умора, висока устойчивост на пукнатини и способност да издържат на умерено високи температури, те се използват в самолети, броня, военноморски кораби, космически кораби и ракети.

За тези приложения титанът се легира с алуминий, цирконий, никел, ванадий и други елементи за производството на различни компоненти, включително критични структурни елементи, защитни стени, колесник, изпускателни тръби (хеликоптери) и хидравлични системи. Всъщност около две трети от произведения титанов метал се използва в самолетни двигатели и рамки.

Тъй като титаниевите сплави са устойчиви на корозия в морската вода, те се използват за витлови валове, топлообменни съоръжения и т.н. Тези сплави се използват в корпуси и компоненти на устройства за наблюдение и наблюдение на океана за науката и военните.

Специфични сплави се използват в нефтени и газови кладенци и никелова хидрометалургия заради тяхната висока якост. Целулозно-хартиената промишленост използва титан в технологично оборудване, изложено на агресивни среди като натриев хипохлорит или мокър хлорен газ (при избелване). Други приложения включват ултразвуково заваряване, вълново запояване.

Освен това тези сплави се използват в автомобилни приложения, особено в автомобилни и мотоциклетни състезания, където ниското тегло, високата якост и твърдостта са от съществено значение.

Титанът се използва в много спортни стоки: тенис ракети, стикове за голф, дръжки за лакрос; каски за крикет, хокей, лакрос и футбол, както и рамки и компоненти за велосипеди.

Поради своята издръжливост, титанът стана по-популярен за дизайнерски бижута (особено титаниеви пръстени). Неговата инертност го прави добър избор за хора с алергии или тези, които ще носят бижута в среда като плувни басейни. Титанът също се легира със злато, за да се получи сплав, която може да се продава като 24-каратово злато, тъй като 1% легиран титан не е достатъчен, за да изисква по-нисък клас. Получената сплав е приблизително с твърдостта на 14-каратово злато и е по-здрава от чистото 24-каратово злато.

Предпазни мерки

Титанът е нетоксичен дори в големи дози. Независимо дали е в прахообразна или метална форма, той представлява сериозна опасност от пожар и, ако се нагрее на въздух, опасност от експлозия.

Свойства и приложение на титановите сплави

По-долу е даден преглед на най-често срещаните титанови сплави, разделени по класове, техните свойства, предимства и индустриални приложения.

7 клас

Клас 7 е механично и физически еквивалентен на чист титан от клас 2, с изключение на добавянето на междинния елемент паладий, което го прави сплав. Има отлична заваряемост и еластичност, най-висока устойчивост на корозия от всички сплави от този тип.

Клас 7 се използва в химически процеси и компоненти на производствено оборудване.

11 клас

Клас 11 е много подобен на клас 1, с изключение на добавянето на паладий за подобряване на устойчивостта на корозия, което го прави сплав.

Други полезни свойствавключват оптимална пластичност, здравина, издръжливост и отлична заваряемост. Тази сплав може да се използва особено в приложения, където корозията е проблем:

• химическо третиране;
• производство на хлорати;
• обезсоляване;
• морски приложения.

Ti 6Al-4V, клас 5

Сплавта Ti 6Al-4V или титан клас 5 е най-често използваната. Той представлява 50% от общото потребление на титан в световен мащаб.

Лесното използване се крие в многото му предимства. Ti 6Al-4V може да бъде термично обработен, за да се увеличи силата му. Тази сплав има висока якост с ниско тегло.

Това е най-добрата сплав за използване в няколко индустрии, като космическата, медицинската, морската и химическата промишленост. Може да се използва за създаване на:

• авиационни турбини;
• двигателни компоненти;
• конструктивни елементи на самолети;
• аерокосмически крепежни елементи;
• високопроизводителни автоматични части;
• спортна екипировка.

Ti 6AL-4V ELI, клас 23

Клас 23 - хирургически титан. Ti 6AL-4V ELI сплав, или степен 23, е версия с по-висока чистота на Ti 6Al-4V. Може да се направи от ролки, нишки, телове или плоски телове. Това е най-добрият избор за всяка ситуация, в която се изисква комбинация от висока якост, ниско тегло, добра устойчивост на корозия и висока якост. Има отлична устойчивост на повреди.

Може да се използва в биомедицински приложения като имплантируеми компоненти поради своята биосъвместимост, добра устойчивост на умора. Може да се използва и при хирургични процедури за направата на следните структури:

• ортопедични щифтове и винтове;
• лигатурни скоби;
• хирургически скоби;
• пружини;
• ортодонтски апарати;
• криогенни съдове;
• устройства за фиксиране на костите.

12 клас

Титан клас 12 има отлична висококачествена заваряемост. Това е високоякостна сплав, която осигурява добра якост при високи температури. Титанът клас 12 има характеристики, подобни на неръждаемите стомани от серия 300.

Способността му да се оформя по различни начини го прави полезен в много приложения. Високата устойчивост на корозия на сплавта също я прави безценна за производствено оборудване. Клас 12 може да се използва в следните отрасли:

• топлообменници;
• хидрометалургични приложения;
• химическо производство при повишени температури;
• морски и въздушни компоненти.

Ti 5Al-2.5Sn

Ti 5Al-2.5Sn е сплав, която може да осигури добра заваряемост с устойчивост. Освен това има висока температурна стабилност и висока якост.

Ti 5Al-2.5Sn се използва главно в областта на авиацията, а също и в криогенни приложения.

Да започнем с дъждовете. Установено е, че облаците на Титан се състоят от органични съединения - бикарбонати, представени главно от метан и в по-малки количества от етан. Пропан и амоняк присъстват в малки количества**, ацетилен, както и воден лед. Облаците са източници на метан и етанов дъжд**. Най-голям брой облаци са концентрирани в северните и южните полярни региони на Титан. На север това обикновено е зона на непрекъснати облаци, която покрива Титан с „одеяло“ до 62° северна ширина.

Освен това учените са получили доказателства за съществуването на „подземни“ резервоари от метан, етан и пропан, които намират пътя си към повърхността под формата на гейзери и захранващи реки. Реките и моретата на Титан също се състоят отметан и етан.
По този начин на Титан непрекъснато се случва цикълът на веществата: изригването на газ и течност от дълбините, валежите под формата на дъжд или сняг, утаяването на материята и изпарението. Този процес е подобен на този, който протича на Земята, само че на нашата планета в кръговрата участва вода, а на Титан - въглеводороди. Вярно ли е, На Титан също е открита вода и то в големи количества - под формата на отлагания от воден лед и потоци от така наречения „криовулканичен“ прегрят лед или смес от течна вода и амоняк. Според учени от университета в Аризона и университета в Нант под повърхността на Титан може да има океан от течна вода с разтворен в нея амоняк.
д Друга особеност на повърхността на Титан, която го доближава до Земята, са разширени линии и линейни зони, които ограничават области с различни видове релеф, които често се пресичат помежду си.
Според експерти те представляват разломи в кората на тази планета, която се състои от смес от вода и хидрокарбонатен лед. Освен това на повърхността на Титан е открита структура, която много прилича на вулкан с диаметър 30 ​​км с изтичащи от него потоци лава - лед или смес от течна вода и амоняк, вулканична калдера с диаметър 180 км, вулканични калдерис диаметър 20-30 км и лавови потоци от лед или смес от течна вода и амоняк с дължина над 200 км.
Така Титан -това е активна планета във всички отношения , който се характеризира с:
- атмосферна циркулация, проявяваща се в образуването и пренасянето на облаци, валежи (дъжд и евентуално сняг) и промени във времето;
- ендогенна (дълбока) активност, проявяваща се в образуването на разломи и криолитен вулканизъм,
- екзогенна (повърхностна) дейност, проявяваща се в изветрянето на скалите и седиментацията.
В момента трите изброени вида активност се наблюдават едновременно само на Земята и Титан.

Както и на други планети от Слънчевата система, на Титан. Изглежда, че това е древен метеоритен кратер - воден басейн, ограничен от пръстеновидни планински вериги, който се е образувал, когато астероид или комета с размери десетки километри се сблъска с Титан. Малкият брой метеоритни кратери, открити на повърхността на Титан, показва младата възраст на повърхността му, която продължава да се образува и в момента.

Титан обитаван ли е?

На пръв поглед може да изглежда, че температурите, преобладаващи на повърхността на Титан при -180 ° C, не позволяват дори да се мисли за живот на тази планета. Но това е мнението на земляните, които са свикнали да живеят в условия, които са по-удобни от тяхна гледна точка. „Не, животът е невъзможен в такъв студ“, вероятно биха казали 99,9% от нас.
Но дали е така? В крайна сметка в природата нищо не се случва случайно. Във всеки обитаем свят дъждът вероятно ще напои земята и ще напълни реките; реки, езера и морета - служат като източник на течност и местообитание за организми, водещи морски начин на живот. Равнините и планините трябва да бъдат местообитания за различни земни организми.
Известно е, че всички живи същества на Земята се състоят основно от вода. Съдържанието на вода в различните организми варира от 50-75% (сухоземни растения), 60-65% (сухоземни гръбначни), 80-99% (риби и морски животни и растения). Ами ако обитателите на Титан, ако те, разбира се, съществуват, също се състоят от 50 или 99% течен метан или етан, а останалите 50 или 1% от някакъв материал, който може да издържи на толкова ниски температури? Дали в този случай имат солиден скелет, например от силиций, или са гелообразни същества като медузи (между другото, медузите на Земята използват азот като храна) не е известно. Както и да е, на Титан има повече от достатъчно органична материя за изграждане на организми и храна за тях. Това означава, че съществуват предпоставките за развитие на живота. Е, какво да кажем за самия живот?..
Едно нещо е ясно: ако съществува живот на Титан, несъмнено ще бъде друг живот, с който трудно ще се осъществи контакт.

Изказвам искрената си благодарност на NASA и ECA за възможността да използвам снимки

Хипотезата за възможността за съществуване на живот на Титан се потвърждава в трудовете на много учени. Кристофър Маккей от Изследователския център на Еймс на НАСА, Хедър Смит от Международния космически университет в Страсбург, Дирк Шулце-Макуха от Вашингтонския държавен университет, Дейвид Гринспуун от Музея на природата в Денвър и някои други изследователи смятат, че такова високо съдържание на метан в атмосферата на Титан не е случайно. Всъщност слънчевите лъчи, достигащи до повърхността на планетата, трябва да унищожат молекулите на метана и без постоянното му допълване целият атмосферен метан, присъстващ на Титан, ще трябва да бъде унищожен за 10-20 милиона години. Възможни източници на този газ могат да бъдат вулканичната дейност, протичаща на Титан, и животът, съществуващ там. Възможността за съществуване на живот на Титан изглежда се потвърждава от намаляването на съдържанието на водород в долната част на атмосферата му. Според Кристофър Маккей това се дължи на факта, че се консумира от живи организми.

Почти 5 години след написването на тази статия бяха получени нови данни, които убедително доказват съществуването на живот на Титан. Прочетете за това в новините

Прочети и новата ми работа"Живот на Титан. Каква е тя?"

Каня всички да обсъдят допълнително този материал на страниците

Вечен, мистериозен, космически - всички тези и много други епитети се приписват на титана в различни източници. Историята на откриването на този метал не беше тривиална: няколко учени едновременно работиха върху изолирането на елемента в неговата чиста форма. Процесът на изучаване на физични, химични свойства и определяне на областите на неговото приложение днес. Титанът е металът на бъдещето, неговото място в човешкия живот все още не е окончателно определено, което дава на съвременните изследователи огромно поле за творчество и научни изследвания.

Характеристика

Химическият елемент е обозначен в периодичната таблица на Д. И. Менделеев със символа Ti. Намира се във вторична подгрупа на група IV от четвъртия период и има пореден номер 22. Титанът е бяло-сребрист метал, лек и издръжлив. Електронната конфигурация на атома има следната структура: +22)2)8)10)2, 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 2 4S 2. Съответно, титанът има няколко възможни степени на окисление: 2, 3, 4 в най-стабилните съединения той е четиривалентен;

Титан - сплав или метал?

Този въпрос интересува мнозина. През 1910 г. американският химик Хънтър за първи път получава чист титан. Металът съдържа само 1% примеси, но количеството му се оказва незначително и не дава възможност за по-нататъшно изследване на свойствата му. Пластичността на полученото вещество се постига само под въздействието на високи температури; при нормални условия (стайна температура) пробата е твърде крехка. Всъщност учените не се интересуваха от този елемент, тъй като перспективите за използването му изглеждаха твърде несигурни. Трудностите при получаването и проучването допълнително намаляват потенциала му за използване. Едва през 1925 г. химиците от Холандия I. de Boer и A. Van Arkel получават титанов метал, чиито свойства привличат вниманието на инженери и дизайнери по целия свят. Историята на изследването на този елемент започва през 1790 г., по това време паралелно, независимо един от друг, двама учени откриват титана като химичен елемент. Всеки от тях получава съединение (оксид) на веществото, което не може да изолира метала в неговата чиста форма. За откривател на титана се смята английският монах минералог Уилям Грегор. На територията на своята енория, разположена в югозападната част на Англия, младият учен започва да изучава черния пясък на долината Менакан. Резултатът беше освобождаването на лъскави зърна, които бяха титаново съединение. По същото време в Германия химикът Мартин Хайнрих Клапрот изолира ново вещество от минерала рутил. През 1797 г. той също доказва, че елементите, отворени паралелно, са подобни. Титановият диоксид е бил загадка за много химици повече от век; дори Берцелиус не е успял да получи чист метал. Най-новите технологии на 20 век значително ускориха процеса на изучаване на този елемент и определиха първоначалните насоки за неговото използване. В същото време обхватът на приложение непрекъснато се разширява. Неговият обхват може да бъде ограничен само от сложността на процеса на получаване на такова вещество като чист титан. Цената на сплавите и метала е доста висока, така че днес не може да замени традиционното желязо и алуминий.

произход на името

Менакин е първото име за титан, което се използва до 1795 г. Именно така У. Грегор нарича новия елемент, въз основа на неговата териториална принадлежност. Мартин Клапрот дава името "титан" на елемента през 1797 г. По това време неговите френски колеги, водени от доста авторитетния химик A.L. Lavoisier, предложиха да се наименуват новооткритите вещества в съответствие с техните основни свойства. Германският учен не беше съгласен с този подход; той съвсем разумно вярваше, че на етапа на откриване е доста трудно да се определят всички характеристики, присъщи на дадено вещество, и да се отразят в името. Трябва обаче да се признае, че терминът, интуитивно избран от Клапрот, напълно съответства на метала - това многократно е подчертавано от съвременните учени. Има две основни теории за произхода на името титан. Металът би могъл да бъде обозначен по този начин в чест на елфическата кралица Титания (персонаж от немската митология). Това име символизира едновременно лекотата и здравината на веществото. Повечето учени са склонни да използват версията на древногръцката митология, в която могъщите синове на богинята на земята Гея са наричани титани. Тази версия се подкрепя и от името на открития по-рано елемент – уран.

Да бъдеш сред природата

От металите, които са технически ценни за хората, титанът е на четвърто място по отношение на изобилие в земната кора. Само желязото, магнезият и алуминият имат висок процент в природата. Най-високото съдържание на титан е отбелязано в базалтовата обвивка, малко по-малко в гранитния слой. В морската вода съдържанието на това вещество е ниско - приблизително 0,001 mg/l. Химическият елемент титан е доста активен, така че е невъзможно да се намери в чиста форма. Най-често присъства в съединения с кислород и има валентност четири. Броят на минералите, съдържащи титан, варира от 63 до 75 (в различни източници), докато на сегашния етап на изследване учените продължават да откриват нови форми на неговите съединения. За практическа употреба от голямо значение са следните минерали:

1. Илменит (FeTiO 3).
2. Рутил (TiO 2).
3. Титанит (CaTiSiO 5).
4. Перовскит (CaTiO3).
5. Титаномагнетит (FeTiO 3 + Fe 3 O 4) и др.

Всички съществуващи руди, съдържащи титан, се разделят на разсипни и основни руди. Този елемент е слаб мигрант, той може да се движи само под формата на натрошени камъни или движение на тинести дънни скали. В биосферата най-голямо количество титан има във водораслите. При представители на сухоземната фауна елементът се натрупва в роговите тъкани и косата. Човешкото тяло се характеризира с наличието на титан в далака, надбъбречните жлези, плацентата и щитовидната жлеза.

Физични свойства

Титанът е цветен метал, който има сребристо-бял цвят и прилича на стомана. При температура 0 0 С неговата плътност е 4,517 g/cm 3 . Веществото има ниско специфично тегло, което е характерно за алкалните метали (кадмий, натрий, литий, цезий). По отношение на плътността титанът заема междинна позиция между желязото и алуминия, докато експлоатационните му характеристики са по-високи от тези на двата елемента. Основните свойства на металите, които се вземат предвид при определяне на обхвата на тяхното приложение, са твърдостта. Титанът е 12 пъти по-здрав от алуминия, 4 пъти по-здрав от желязото и медта, но е много по-лек. Неговата пластичност и граница на провлачване му позволяват да се обработва при ниски и високи температури, както е в случая с други метали, т.е. чрез методи на занитване, коване, заваряване и валцуване. Отличителна черта на титана е неговата ниска топло- и електропроводимост, като тези свойства се запазват при повишени температури до 500 0 С. В магнитно поле титанът е парамагнитен елемент, той не се привлича като желязото и не се изтласква като мед. Много високите антикорозионни характеристики в агресивни среди и при механични натоварвания са уникални. Повече от 10 години излагане на морска вода не промени външния вид и състава на титановата плоча. В този случай желязото би било напълно унищожено от корозия.

Термодинамични свойства на титан

1. Плътността (при нормални условия) е 4,54 g/cm 3 .
2. Атомен номер - 22.
3. Група метали - огнеупорни, леки.
4. Атомната маса на титана е 47,0.
5. Точка на кипене (0 С) - 3260.
6. Моларен обем cm 3 /mol - 10.6.
7. Точката на топене на титана (0 С) е 1668.
8. Специфична топлина на изпарение (kJ/mol) - 422,6.
9. Електрическо съпротивление (при 20 0 C) Ohm*cm*10 -6 - 45.

Химични свойства

Повишената устойчивост на корозия на елемента се обяснява с образуването на малък оксиден филм на повърхността. Предотвратява (при нормални условия) газове (кислород, водород), намиращи се в заобикалящата атмосфера на елемент като металния титан. Свойствата му се променят под въздействието на температурата. Когато се повиши до 600 0 C, възниква реакция с кислорода, което води до образуването на титанов оксид (TiO 2). При абсорбиране на атмосферни газове се образуват крехки съединения, които нямат практическо приложение, поради което заваряването и топенето на титан се извършват във вакуумни условия. Обратима реакция е процесът на разтваряне на водород в метала, който протича по-активно с повишаване на температурата (от 400 0 C и повече). Титанът, особено неговите малки частици (тънка плоча или тел), изгаря в азотна атмосфера. Химическата реакция е възможна само при температура от 700 0 C, което води до образуването на TiN нитрид. Той образува високотвърди сплави с много метали и често е легиращ елемент. Той реагира с халогени (хром, бром, йод) само в присъствието на катализатор (висока температура) и при взаимодействие със сухо вещество. В този случай се образуват много твърди, огнеупорни сплави. Титанът не е химически активен с разтвори на повечето основи и киселини, с изключение на концентрирана сярна киселина (с продължително кипене), флуороводородна киселина и горещи органични киселини (мравчена киселина, оксалова киселина).

Място на раждане

Илменитовите руди са най-разпространените в природата - техните запаси се оценяват на 800 милиона тона. Отлаганията на рутил са много по-скромни, но общият обем - при запазване на растежа на производството - трябва да осигури на човечеството метал като титан за следващите 120 години. Цената на готовия продукт ще зависи от търсенето и повишаването на нивото на технологичност на производството, но средно варира в диапазона от 1200 до 1800 рубли / кг. В условията на постоянно техническо усъвършенстване, цената на всички производствени процеси се намалява значително с навременната им модернизация. Китай и Русия имат най-големи запаси; Япония, Южна Африка, Австралия, Казахстан, Индия, Южна Корея, Украйна и Цейлон също имат минерални ресурси. Залежите се различават по обем на производство и процентно съдържание на титан в рудата, продължават геоложките проучвания, което позволява да се предположи намаляване на пазарната стойност на метала и по-широкото му използване. Русия е най-големият производител на титан.

Касова бележка

За производството на титан най-често се използва титанов диоксид, съдържащ минимално количество примеси. Получава се чрез обогатяване на илменитови концентрати или рутилови руди. В електродъгова пещ рудата се обработва топлинно, което е придружено от отделяне на желязо и образуване на шлака, съдържаща титанов оксид. Методът със сярна киселина или хлорид се използва за третиране на несъдържащата желязо фракция. Титановият оксид е сив прах (вижте снимката). Титановият метал се получава чрез неговата поетапна обработка.

Първата фаза е процесът на синтероване на шлака с кокс и излагане на хлорни пари. Полученият TiCl 4 се редуцира с магнезий или натрий, когато се изложи на температура от 850 0 C. Титановата гъба (пореста стопена маса), получена в резултат на химическа реакция, се пречиства или разтопява в слитъци. В зависимост от по-нататъшната посока на използване се образува сплав или чист метал (примесите се отстраняват чрез нагряване до 1000 0 C). За да се получи вещество с фракция на примеси от 0,01%, се използва йодидният метод. Базира се на процеса на изпаряване на неговите пари от титаниева гъба, предварително обработена с халоген.

Области на приложение

Точката на топене на титана е доста висока, което, като се има предвид лекотата на метала, е безценно предимство при използването му като конструктивен материал. Следователно, той намира най-голямо приложение в корабостроенето, авиационната индустрия, ракетостроенето и химическото производство. Титанът често се използва като легираща добавка в различни сплави, които имат повишена твърдост и топлоустойчивост. Високите антикорозионни свойства и способността да издържат на най-агресивните среди правят този метал незаменим за химическата промишленост. Тръбопроводите, контейнерите, спирателните вентили и филтрите, използвани при дестилацията и транспортирането на киселини и други химически активни вещества, са направени от титан (неговите сплави). Търси се при създаването на устройства, работещи при повишени температури. Титановите съединения се използват за направата на издръжливи режещи инструменти, бои, пластмаси и хартия, хирургически инструменти, импланти, бижута, довършителни материали и се използват в хранително-вкусовата промишленост. Всички посоки са трудни за описание. Съвременната медицина често използва метален титан поради пълната биологична безопасност. Цената е единственият фактор, който засега влияе върху широчината на приложение на този елемент. Справедливо е да се каже, че титанът е материалът на бъдещето, чрез изучаване на който човечеството ще премине към нов етап на развитие.

История на откриването на титаннепредсказуем и много вълнуващ. Кой мислите, че е открил титана? Настроики:

1. Учен.
2. Минералог с опит.
3. Лесовъд.
4. свещеник.

Титан отвори и намери британски свещеникпрез 1791 г. в долината Менакин (местоположението е показано по-долу на картата на Google):

Как свещеникът Уилям Грегър открива титана?

Минералогията не беше професия на пастор. Беше по-скоро като хоби, страст. Откриването на титана е голям успех и най-забележителното действие в живота на Грегор. Той получи титан благодарение на тъмен пясък, който откри близо до местен мост в долината Менакин. Грегор се заинтересува от магнетизма на пясъка, подобен на антрацита, и реши да проведе експеримент върху находката в своята мини-лаборатория.
Свещеникът потопил проба от намерения пясък в солна киселина. В резултат на това светлата част от пробата се разтваря и остава само тъмен пясък. След това Уилям добави сярна киселина към пясъка, която разтвори останалата част от пробата. Решавайки да продължи експеримента, Грегор нагрява разтвора и той започва да става мътен. Резултатът беше нещо като варно мляко:

Грегор беше изненадан от оттенъка на окачването, но не достатъчно, за да направи смели заключения за откриването на нов елемент Ti. Той реши да добави още киселина H2SO4, но мътността не изчезна. След това пасторът продължи да нагрява суспензията, докато течността се изпари напълно. На негово място имаше бял прах:

Тогава Уилям Грегър решава, че си има работа с непознат за него вид вар. Той веднага промени решението си след калциниране на праха (нагряване до 400 градуса по Целзий и повече) - веществото стана жълто. Тъй като не успял да разпознае откритието, той потърсил помощ от свой приятел, който за разлика от пастора се занимавал професионално с минералогия. Неговият приятел, ученият Хокинс, потвърди откритието - това нов елемент!
След това пасторът подаде молба за отваряне на елемента. V " Физически журнал"Той нарече намерената скала "менаканит", извлечения оксид " менакин" Но самият елемент тогава не получи име...
В чест на откриването на титана през април 2002 г. е поставена паметна плоча на мястото близо до моста, където Уилям Грегър открива „странния“ тъмен пясък. По-късно свещеникът решава да се задълбочи в изучаването на минералите и открива собствено Геологическо общество в родния си град Корнуол. Той също така открива титан в тибетския корунд и калай в родния си район.
Паметна плоча:

Кой даде името на металния Титан?

Мартин Хайнрих Клапротприеха скептично статията от "Physical Journal" за откриването на менакин. Тогава се откриха много неща. Самият учен откри УранИ Цирконий! Той решил да провери на практика истинността на думите на свещеника. По време на търсенето си открих определен „унгарски червен шорл“ и реших да го разделя на елементите. В резултат на това получих бял прах, подобен на Григоровски. След сравняване на плътностите се оказа, че това е едно и също вещество.

Свещеникът и видният учен открили един и същи минерал - не бил менакин или шерл, а рутил. Скалата, в която Грегор намери черния пясък, сега се нарича илменит. Клапрот знаеше, че пасторът е първият, открил диоксида и не претендира за откритието (особено след като вече беше открил урана и циркония). Но научната общност прие усилията на учения повече от свещеника. Сега се смята, че и Грегор, и Клапрот са участвали еднакво и са открили Титан „заедно“ през 1791 г. (въпреки че пасторът го е направил първи).

Защо титанът е наречен така?

През 18 век френската школа на химика Лавоазие има огромно влияние. Според принципите на училището новите елементи са именувани въз основа на техните ключови характеристики. Според този принцип те нарекоха кислород (генериран от въздуха), водород (генериран от вода) и азот („безжизнен“). Но Клапрот беше критичен към този принцип на Лавоазие, въпреки че подкрепяше другите му учения. Той реши да следва собствения си принцип: Мартин нарече елементите с митични имена, планети и други имена, които не бяха свързани със свойствата на веществото.
Хайнрих Клапрот нарече елемента, извлечен от рутил, Титан. в чест на първите обитатели на планетата Земя. Титан Прометей даде на хората огън, а откритият метал титан сега осигурява суровини за авиацията, корабостроенето и ракетостроенето за нови открития!

Титан не е спътник на Сатурн. Метал. В светлината на последните събития темата е малко хлъзгава.

И така, титан

Титан е задник. Всички проблеми, недостатъци и други наследства от миналото на минерално-суровинната ни база могат да бъдат илюстрирани с един минерален ресурс - титан.

Но по ред.

Запасите от титан в Руската федерация варират от 570 до 640 мегатона (само китайците имат повече). Защо такъв скок? Разберете повече.

Добив на титанов концентрат. Приблизително 130 килотона, повечето от които изнасяме.

Защо всички горни числа са приблизителни?

Защото титанът тук не се добива специално. Като този. Само като съпътстващ компонент и част от него се взема от обекти, за които балансът на титан дори не е изчислен.

Например през 2011 г. увеличихме SME за титан просто като изчислихме запасите в Rasvumchorr (мразя угро-финските хора за такива имена) и, опа, +6 мегатона.

Както винаги, имахме късмет с разпределението на запасите и качеството на рудите. 50% от нашия титан се намира в петролно-титановото поле Yarega (Коми) в така наречените нефтени пясъчници с левкоксен. На подобен обект в Канада (Атабаска) производството все още не е започнало. Нашето Ярегское е посочено като подготвено за развитие, но все още има 100 години до там. Защото технологично е толкова сложно. Накратко, за да не оставим мислите ни да се развихрят тук, 97% от резервите ни са в неизползвания фонд.

Нека се забавляваме по-нататък: ако говорим за титан като метал, тогава след TiO2 концентрата (за производството на който дори не сме в челната десетка), следващият етап е гъбестият титан, тук вече сме трети. Почтено. И тогава - чисто бетонни титанови блокове. И, ето, Русия е лидер в производството на титан! Ние сме като шибана прахосмукачка, която яде титанови суровини от цял ​​свят - Украйна, Австралия, Мозамбик, Китай, дори Сиера Леоне...

Има и друга употреба на титан, за която не всеки знае. Е, ако познавате хипстърски производители на сапун или жена, вдъхновена от това хоби, тогава да. Титанов диоксид- бял пигмент, използван в козметиката, а също и в бои, лакове и др. и така нататък. Да, да, сапунът е толкова мътен блед точно заради него. Каква е разликата между пигмента TiO2 и индустриалния TiO2? Знам, че Русия е продавала около 230 килотона годишно, нетен внос. Но...

„Крисма Титан” в град Армянск е предназначена точно за тази цел. Вярно, той работеше върху чисто украински суровини. Това са глупости.

PS: вдясно има предишните ми публикации за резерватите в Русия. За начинаещи препоръчвам да започнат да четат с.