Tại sao Titan lại đắt như vậy?

Chúng ta đều biết rằng titan đắt tiền, nhưng tại sao nó lại đắt? Nguyên liệu thô đắt tiền, tức là titan xốp đắt tiền. Nói đến titan và hợp kim titan, chúng ta phải kể đến titan xốp. Titan xốp là nguyên liệu thô để sản xuất titan và hợp kim titan. Nếu không có titan xốp thì sẽ không có titan và hợp kim titan.

Titan xốp chủ yếu đến từ hai loại khoáng chất:

1) Rutile là một khoáng chất có màu vàng đến nâu đỏ, thành phần chính là TiO2, ngoài ra còn chứa một lượng sắt, niobi và tantalum nhất định.

2) Ilmenit, công thức phân tử lý thuyết là FeTi03, trong đó hàm lượng lý thuyết TiO2 là 52,63%. Ilmenite trong tự nhiên có thể được coi là một dung dịch rắn bao gồm FeO-TiO2 và các oxit tạp chất khác.

Năm 1940, nhà khoa học WJKroll của Luxembourg đã sử dụng magie để khử TiCl4 để tạo ra titan nguyên chất. Kể từ đó, phương pháp khử magie (còn được gọi là phương pháp Kroll) và phương pháp khử natri (còn được gọi là phương pháp Hunter) đã trở thành phương pháp công nghiệp chính để sản xuất titan xốp. Xin lưu ý rằng sản phẩm ở đây là "titan xốp" hay còn gọi là "titan xốp". Quy trình sản xuất bọt biển titan chủ yếu bao gồm các bước sau: ilmenit - khai thác - xử lý quặng - titan cô đặc - làm giàu - vật liệu giàu titan - clo hóa - tinh chế TiC{10}} thô - khử magie TiC1 - nguyên chất - nghiền - phân loại - trộn - xốp titan.

Bốn quy trình còn lại dưới đây là các quy trình chính.

1) Quá trình clo hóa: Đây là bước chính trong quá trình sản xuất titan tetraclorua. Các phương pháp cụ thể bao gồm clo hóa sôi, clo hóa muối nóng chảy và clo hóa lò thẳng đứng. Đun sôi clo là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Thông qua tác dụng của nhiệt độ cao và khí clo, vật liệu giàu titan phản ứng với chất khử cacbon rắn để tạo ra titan tetraclorua. Clo hóa muối nóng chảy và clo hóa lò thẳng đứng sử dụng môi trường muối nóng chảy và lò clo hóa dọc cho phản ứng clo hóa tương ứng.

2) Quá trình tinh chế: Titan tetraclorua cần được tinh chế và tinh chế để loại bỏ các tạp chất có điểm sôi cao và điểm sôi thấp. Các phương pháp tinh chế thường được sử dụng bao gồm phương pháp chưng cất và phương pháp hóa học. Phương pháp chưng cất sử dụng tháp chưng cất van nổi hiệu quả, trong khi phương pháp chưng cất hóa học sử dụng bột nhôm để loại bỏ vanadi và các phương pháp khác.

3) Quá trình chưng cất khử: Titan tetraclorua tinh chế phản ứng với kim loại magie nóng chảy ở nhiệt độ cao để tạo ra kim loại titan giống như bọt biển và magie clorua nóng chảy. Sau đó, magie clorua và magie dư trong miếng xốp titan được loại bỏ bằng cách chưng cất chân không để thu được titan nguyên chất.

4) Quá trình điện phân magiê: Magiê điện phân là một trong những bước quan trọng trong sản xuất xốp titan. Tế bào điện phân đa cực và tế bào điện phân magiê không phân vùng được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài, trong khi công nghệ trong nước tương đối lạc hậu, dẫn đến tiêu thụ điện năng và tiêu thụ clo cao. Trong những năm gần đây, các nhà máy mới trong nước đã dần dần áp dụng pin điện phân quy mô lớn tiên tiến, giúp cải tiến công nghệ sản xuất và giảm chi phí.

Giá nguyên liệu xốp titan đạt 2.700 USD/tấn vào năm 2005 và 2006. Sau đó, với sự đột phá về tắc nghẽn kỹ thuật về nguyên liệu thô, khử trùng bằng clo, tinh chế và điện phân trong sản xuất xốp titan. Khoảng năm 2017, giá xốp titan được điều chỉnh lên 1.100 USD/tấn. Cho đến năm 2024, giá xốp titan có xu hướng “mở cao, xuống thấp”. Giá xốp titan hồi đầu năm cao nhưng do cung cầu thị trường thay đổi nên giá giảm dần. Cho đến nay, giá xốp titan đã giảm khoảng $7,{9}}/tấn, đạt mức thấp lịch sử mới.

Ngay cả ở mức thấp nhất, giá của miếng bọt biển titan vẫn ở mức 6 USD/kg. Bởi vì miếng bọt biển titan đắt tiền nên titan và hợp kim titan cũng đắt tiền. Quá trình sản xuất và tinh chế bọt biển titan rất phức tạp. Quá trình sản xuất cũng đòi hỏi thiết bị nhiệt độ cao, tiêu tốn nhiều năng lượng và môi trường chân không. Việc tăng chi phí năng lượng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành cao. Điều này khiến giá hợp kim titan vẫn ở mức cao.

Chú phổ biến: Tại sao titan lại đắt như vậy?, Trung Quốc tại sao titan lại đắt như vậy? nhà sản xuất, nhà cung cấp, nhà máy