Produção de Esponja de Titânio por Redução Térmica de Magnésio
O titânio metálico esponjoso produzido pela redução térmica do metal magnésia é denominado "titânio esponjoso". A porcentagem de pureza (massa) da esponja de titânio é geralmente de 99,1 a 99,7. A porcentagem total do elemento de impureza (massa) é 0.3-0,9, a porcentagem de oxigênio do elemento de impureza (massa) é 0.06-0,20, e a dureza ( HB) é 100-157. De acordo com diferentes purezas, é dividido em cinco graus de WHTiO a MHTi4.
O titânio esponja é a principal matéria-prima para a produção de ligas industriais de titânio, e sua produção é o elo básico da indústria do titânio. É a matéria-prima do material de titânio, pó de titânio e outras peças de titânio. Transforme a ilmenita em tetracloreto de titânio, coloque-a em um tanque selado de aço inoxidável, encha-a com gás argônio, faça-a reagir com o magnésio metálico e obtenha uma "esponja de titânio". Esta "esponja de titânio" porosa não pode ser usada diretamente e deve ser derretida em um líquido em um forno elétrico antes de ser fundida em lingotes de titânio.
Produção magnetotérmica de esponja de titânio: O titânio, como elemento químico, foi descoberto no minério de ferro em 1791 pelo Rev. William Gregor, padre e mineralogista inglês. Como o titânio tem forte afinidade com elementos como oxigênio, nitrogênio, carbono e hidrogênio, e reage com a maioria dos materiais refratários em altas temperaturas, o processo de extração do titânio metálico é muito complicado e difícil. Até 1910, Matthew A. Hunter, do Rensselaer Polytechnic Institute, nos Estados Unidos, aquecia tetracloreto de titânio e sódio a 700-800 graus Celsius para extrair titânio de alta pureza. Este método é denominado método de Hunter. . Porém, a aplicação do titânio estava limitada ao laboratório naquela época. Somente em 1932 é que William Justin Kroll demonstrou que o titânio poderia ser extraído reduzindo o tetracloreto de titânio com magnésio. Oito anos depois, ele aprimorou o processo, utilizando magnésio e até sódio para reduzir o titânio, método que ficou conhecido como processo Kroll, ou processo de magnésia. O método térmico do magnésio é atualmente o método de produção de titânio mais utilizado no mundo. Com ele, o metal titânio pode ser produzido em massa e entrar na categoria de materiais de engenharia modernos.
O princípio de produção de titânio esponjoso pelo método de magnésia é: em uma atmosfera de argônio a 880 graus -950 graus, o tetracloreto de titânio refinado sofre uma reação de redução com magnésio metálico para obter titânio metálico esponjoso e cloreto de magnésio, e o cloreto de magnésio é descarregado do forno de redução. A destilação a vácuo é usada para remover o cloreto de magnésio restante e o excesso de magnésio nos poros da esponja de titânio para obter a esponja de titânio. O fluxo do processo de produção de liga de titânio esponjoso pelo método térmico de magnésio é o seguinte:
O subproduto cloreto de magnésio produzido na reação de redução usando magnésio metálico como agente redutor no método térmico do magnésio é recuperado eletroliticamente para recuperar magnésio e cloro. O magnésio continua a participar na reação de redução e o gás cloro é transportado para a oficina de ecologização para reciclagem. Após a fusão do condensado da destilação, o cloreto de magnésio é descarregado e o magnésio restante pode ser usado como agente redutor de magnésio para continuar a participar do processo de produção térmica de magnésio. Portanto, a reciclagem do magnésio metálico e do cloro é realizada na produção de óxido de magnésio. A reciclagem do gás cloro magnésio reduz a poluição ambiental durante a produção da esponja de titânio e reduz o consumo de energia de produção.
