Những điều cần biết về miếng bọt biển titan

Bọt titan là nguyên liệu thô quan trọng được sử dụng trong sản xuất hợp kim titan và các sản phẩm titan khác. Vậy bọt biển titan được tạo ra như thế nào? Dưới đây là phần giới thiệu ngắn gọn:

⑴ Quá trình clo hóa. Titan tetraclorua là nguyên liệu chính để sản xuất bọt biển titan. Hiện nay, có ba phương pháp điều chế chính: clo hóa sôi, clo hóa muối nóng chảy và clo hóa lò trục.

Phương pháp clo hóa sôi hiện là phương pháp chính để sản xuất titan tetraclorua. Clo hóa sôi là phương pháp sử dụng vật liệu giàu titan hạt mịn và chất khử cacbonat rắn (than cốc dầu mỏ) để thực hiện phản ứng clo hóa ở trạng thái hóa lỏng dưới tác dụng của nhiệt độ cao và dòng khí clo để tạo ra titan tetraclorua. Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu và phát triển, phương pháp này đã có quy trình sản xuất hoàn thiện và được sử dụng rộng rãi trong và ngoài nước.

Clo hóa muối nóng chảy là phương pháp điều chế titan tetraclorua bằng cách đình chỉ xỉ titan hoặc rutil và than cốc nghiền mịn trong môi trường muối nóng chảy (thành phần chính là KCl, NaCl, MgCl2 và CaCl2) và cho khí clo vào.

Khử trùng bằng clo trong lò trục liên quan đến việc nghiền mịn xỉ titan clorua (hoặc rutile) và than cốc dầu mỏ, thêm chất kết dính, trộn chúng để tạo thành than bánh, sau đó luyện cốc. Các than bánh thu được được xếp chồng lên nhau trong lò clo hóa thẳng đứng. Phương pháp phản ứng với khí clo ở trạng thái lớp rắn để tạo ra titan tetraclorua còn được gọi là clo hóa lớp cố định hoặc clo hóa dạng viên. Phương pháp này cơ bản đã bị loại bỏ do sản lượng thấp và chất lượng sản phẩm thấp.

⑵ Quá trình tinh chế

Việc tinh chế và tinh chế titan tetraclorua chủ yếu bao gồm việc sử dụng phương pháp chưng cất để loại bỏ tạp chất có điểm sôi cao và tạp chất có điểm sôi thấp, và sử dụng các phương pháp hóa học để loại bỏ tạp chất vanadi.

Để chưng cất titan tetroxide, nước ta từ lâu đã sử dụng tháp chưng cất van phao hiệu suất cao, hiệu quả rất tốt.

Đối với phương pháp loại bỏ vanadi, trước đây người ta đã sử dụng dây đồng để loại bỏ vanadi. Tuy nhiên, có những vấn đề như tiêu thụ dây đồng lớn, giá thành cao và cường độ lao động cao. Phương pháp này hiện đang dần được loại bỏ. Loại bỏ vanadi khỏi bột nhôm là phương pháp tốt hơn với chi phí thấp và không có nước thải. Xỉ loại bỏ vanadi cũng có thể được sử dụng để chiết xuất vanadi, phương pháp này đang được khuyến khích ở Trung Quốc.

⑶ Quá trình chưng cất khử

Phương pháp chưng cất khử được sử dụng để sản xuất bọt biển titan. Có hai quy trình kết hợp thường được sử dụng: "Phương pháp kết hợp loại I" và "Phương pháp kết hợp loại ∩". Phương pháp ghép kiểu I còn được gọi là phương pháp nối tiếp và phương pháp ghép kiểu ∩ còn được gọi là phương pháp song song. Cả hai phương pháp đều có những ưu điểm riêng và được sử dụng ở nước ta.

⑷ Quá trình điện phân magiê

Hiện nay, các nhà máy sản xuất xốp titan nước ngoài đã sử dụng rộng rãi máy điện phân đa cực và máy điện phân magiê không có dải phân cách. Tuy nhiên, công nghệ điện phân magiê trong nước tương đối lạc hậu, dẫn đến tiêu thụ điện năng và clo cao trong sản xuất xốp titan. Vì vậy, trong những năm gần đây, các nhà máy mới trong nước đã áp dụng máy điện phân đa cực quy mô lớn tiên tiến và máy điện phân magie không có dải phân cách, đồng thời công nghệ sản xuất đã được cải tiến rất nhiều.

Hiện tại, năng lực sản xuất xốp titan của nước tôi đứng đầu thế giới. Tuy nhiên, so với trình độ tiên tiến quốc tế, vẫn còn khoảng cách nhất định về quy mô sản xuất, công nghệ sản xuất và chất lượng sản phẩm. Nhiệm vụ thực sự đạt trình độ tiên tiến quốc tế còn rất khó khăn.