Sản xuất Titan xốp bằng phương pháp khử nhiệt Magiê
Titan kim loại xốp được sản xuất bằng cách khử nhiệt magiê kim loại được gọi là "titan xốp". Phần trăm độ tinh khiết (khối lượng) của miếng bọt biển titan thường là 99,1 đến 99,7. Tổng phần trăm nguyên tố tạp chất (khối lượng) là 0.3-0.9, phần trăm (khối lượng) nguyên tố tạp chất là 0.06-0.20 và độ cứng ( HB) là 100-157. Theo độ tinh khiết khác nhau, nó được chia thành năm loại từ WHTiO đến MHTi4.
Titan xốp là nguyên liệu chính để sản xuất hợp kim titan công nghiệp và việc sản xuất nó là mắt xích cơ bản của ngành công nghiệp titan. Nó là nguyên liệu thô của vật liệu titan, bột titan và các bộ phận titan khác. Biến ilmenit thành titan tetraclorua, cho vào thùng thép không gỉ đậy kín, đổ đầy khí argon, làm cho chúng phản ứng với magie kim loại và thu được "bọt biển titan". "Bọt titan" xốp này không thể sử dụng trực tiếp mà phải nấu chảy thành chất lỏng trong lò điện trước khi đúc thành thỏi titan.
Sản xuất bọt biển titan bằng nhiệt từ: Titan, với tư cách là một nguyên tố hóa học, được phát hiện trong quặng sắt vào năm 1791 bởi Mục sư William Gregor, một linh mục và nhà khoáng vật học người Anh. Do titan có ái lực mạnh với các nguyên tố như oxy, nitơ, cacbon và hydro và phản ứng với hầu hết các vật liệu chịu lửa ở nhiệt độ cao nên quá trình chiết xuất kim loại titan rất phức tạp và khó khăn. Cho đến năm 1910, Matthew A. Hunter thuộc Viện Bách khoa Rensselaer ở Hoa Kỳ đã đun nóng titan tetraclorua và natri đến 700-800 độ C để chiết xuất titan có độ tinh khiết cao. Phương pháp này được gọi là phương pháp Hunter. . Tuy nhiên, việc ứng dụng titan vào thời điểm đó chỉ giới hạn ở phòng thí nghiệm. Mãi đến năm 1932, William Justin Kroll mới chứng minh được rằng titan có thể được chiết xuất bằng cách khử titan tetraclorua bằng magiê. Tám năm sau, ông đã cải tiến quy trình này, sử dụng magie và thậm chí cả natri để khử titan, một phương pháp được gọi là quy trình Kroll hay quy trình magie. Phương pháp nhiệt magiê hiện là phương pháp sản xuất titan được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Với nó, kim loại titan có thể được sản xuất hàng loạt và có thể lọt vào hàng ngũ vật liệu kỹ thuật hiện đại.
Nguyên lý sản xuất titan xốp bằng phương pháp magie là: trong môi trường argon ở nhiệt độ 880 độ -950 độ, titan tetraclorua tinh chế trải qua phản ứng khử với magie kim loại để thu được titan kim loại xốp và magie clorua và magie clorua được thải ra khỏi lò khử. Chưng cất chân không được sử dụng để loại bỏ magie clorua còn lại và magie dư thừa trong các lỗ của miếng bọt biển titan để thu được miếng bọt biển titan. Quy trình sản xuất hợp kim titan xốp bằng phương pháp nhiệt magiê như sau:
Sản phẩm phụ magie clorua được tạo ra trong phản ứng khử sử dụng magie kim loại làm chất khử trong phương pháp nhiệt magie được thu hồi điện phân để thu hồi magie và clo. Magiê tiếp tục tham gia phản ứng khử và khí clo được vận chuyển đến xưởng phủ xanh để tái chế. Sau khi nước ngưng chưng cất tan chảy, magie clorua được thải ra và magie còn lại có thể được sử dụng làm chất khử magie để tiếp tục tham gia vào quá trình sản xuất nhiệt magie. Do đó, việc tái chế magie kim loại và clo được thực hiện trong quá trình sản xuất magie oxit. Việc tái chế khí clo magiê làm giảm ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất bọt biển titan và giảm tiêu thụ năng lượng sản xuất.
