ٹائٹینیم ، دھات ، جس میں اعلی طاقت سے وزن کے تناسب ، غیر معمولی سنکنرن مزاحمت ، اور بائیوکمپیٹیبلٹی کے لئے جانا جاتا ہے ، میں بہت ساری ایپلی کیشنز موجود ہیں جو موثر اور اعلی طہارت نکالنے کے عمل پر بہت زیادہ انحصار کرتی ہیں اور ایسک خام مال سے تطہیر کرتی ہیں۔ فطرت میں ٹائٹینیم بنیادی طور پر روٹائل (ٹائیو ₂) یا الیمینیٹ (فیٹیو) کی شکل میں موجود ہے ، اور ان کچڑوں کو قابل استعمال خالص ٹائٹینیم میں تبدیل کرنا ایک پیچیدہ اور توانائی سے متعلق منصوبہ ہے ، اور بنیادی چیلنج یہ ہے کہ روایتی طور پر یہ ناممکن ہے کہ ٹائٹینیم آکسیجن ، نائٹروجن ، کاربن ، کاربن اور دیگر عناصر کو مستحکم کرنے کے لئے بہت آسان ہے کہ مضبوطی سے سمگل ، کاربن ، کاربن اور دیگر عناصر کو مضبوط مزاج کے ساتھ مستحکم کیا جائے جو مستحکم ہے کہ مضبوطی کے ساتھ مضبوطی سے متعلق براہ راست درخواست دیں۔ لہذا ، صنعت میں خالص ٹائٹینیم (خاص طور پر ٹائٹینیم اسفنج) کی بڑے پیمانے پر پیداوار بنیادی طور پر کرول کے طریقہ کار اور اس کے مشتق عمل پر انحصار کرتی ہے ، اور اس کا بنیادی خیال یہ ہے کہ پہلے ٹائٹینیم کو ایک اتار چڑھاؤ انٹرمیڈیٹ کمپاؤنڈ میں تبدیل کرنا ہے - ٹائٹینیم ٹیٹراکلورائڈ (ٹیکل ₄) ، اور پھر اعلی پاکیزہ انٹرمیڈیٹ کو کم اور پاک کریں۔
The purification journey begins with the enrichment and chlorination of titanium ore. ilmenite or rutile is first enriched by beneficiation to increase the TiO₂ content. Titanium-rich materials (such as natural rutile, artificial rutile or high titanium slag) are then chlorinated in fluidized bed reactors with coke and chlorine at high temperatures (about 900-1000°C). This violent exothermic process converts titanium oxides into gaseous titanium tetrachloride (TiCl₄), and impurities such as iron in the ore also produce corresponding chlorides (such as FeCl₃). The newly produced crude TiCl₄ is a complex mixture containing impurities such as silicon, vanadium, iron, aluminum, magnesium, and chloride, especially vanadium impurities (VOCl₃, VCl₄) that are similar to titanium properties, which are the most difficult to separate, so strict distillation and purification are necessary. Using the differences in the boiling points of various chlorides, the impurities with low boiling points (such as SiCl₄) were first removed, and the impurities with high boiling points (such as FeCl₃ and AlCl₃) were enriched and removed in the subsequent kettles. For vanadium, a key impurity, chemical treatment methods are often used, such as adding a reducing agent (such as mineral oil or hydrogen sulfide) to liquid TiCl₄ to reduce V⁵⁺ to V⁴⁺, and then passing hydrogen sulfide to form an insoluble sulfide precipitate (such as VOS), or adding metal reducing agents such as copper powder to selectively reduce it to a low-valence state and then adsorption and filtration to remove it. This series of fine distillation and chemical treatments results in a colorless transparent liquid titanium tetrachloride with extremely high purity (typically required >99.9 ٪) ، جو بعد میں کمی کے اقدامات کے لئے ایک قابل خام مال ہے۔
اعلی طہارت کے ٹیکل کو حاصل کرنے کے بعد ، یہ ٹائٹینیم دھات تیار کرنے کے لئے کمی کے عمل میں داخل ہوتا ہے ، اور مرکزی دھارے کا عمل میگنیشیم تھرمل کمی ہے۔ غیر فعال ارگون گیس کے ذریعہ محفوظ اسٹیل ری ایکٹر (کمی کی بھٹی) کافی مقدار میں پگھلا ہوا میگنیشیم (مگرا) سے بھری ہوئی ہے۔ بہتر مائع ٹیکل کو آہستہ آہستہ انجکشن لگایا جاتا ہے یا سختی سے کنٹرول شدہ شرح پر تقریبا 800-900 ڈگری کے درجہ حرارت پر پگھلے ہوئے میگنیشیم غسل میں اسپرے کیا جاتا ہے۔ اہم رد عمل یہ ہیں: ticl₄ (g) + 2 mg (l) → ti (s) + 2 mgcl₂ (l)۔ یہ ایک شدید exothermic رد عمل ہے جس میں زیادہ گرمی یا اڑنے والے درجہ حرارت سے بچنے کے لئے کھانا کھلانے کی شرح اور درجہ حرارت پر عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔ رد عمل کے ذریعہ تیار کردہ ٹائٹینیم دھات پگھلی ہوئی حالت میں نہیں ہے ، بلکہ ری ایکٹر کی اندرونی دیوار پر یا مرکز میں اسٹیل کی ٹوکری پر ڈھیلی اور غیر محفوظ ٹھوس شکل میں جمع ہے ، جس میں نام نہاد "ٹائٹینیم اسفنج" تشکیل دیا گیا ہے ، اور اس سے زیادہ پگھلا ہوا میگنیشیم کلورائد (ایم جی سی ایل ₂) نے مولٹین میگنیسیم پرت کے اوپر فلوٹس تیار کیا ہے کیونکہ اس کی وجہ سے اس کی وجہ سے فلوٹس تیار کیا گیا ہے۔ رد عمل کے بعد ، پورا ری ایکٹر آہستہ آہستہ ارگون کے تحفظ کے تحت ٹھنڈا ہوتا ہے۔ ٹھنڈا ری ایکٹر میں ٹائٹینیم کیورنوسم ، بقایا میگنیشیم (غیر علاج شدہ) ، اور ٹھوس میگنیشیم کلورائد شامل ہیں۔ ان اجزاء کو الگ کرنے اور ٹائٹینیم اسفنج کو مزید پاک کرنے کے لئے ، ویکیوم آسون کی ضرورت ہے۔ ری ایکٹر کو مجموعی طور پر یا ہٹائے گئے اسفنج بلاکس کو ایک خاص ویکیوم ڈسٹلیشن فرنس میں رکھا جاتا ہے اور اعلی درجہ حرارت (تقریبا . 920-1010 ڈگری) اور اعلی ویکیوم (0.1 PA سے کم) کے تحت طویل عرصے تک اس پر کارروائی کی جاتی ہے۔ اس ماحول میں ، بقایا میگنیشیم اور میگنیشیم کلورائد ترجیحی طور پر ان کے زیادہ بخارات کے دباؤ کی وجہ سے اتار چڑھاؤ کی جاتی ہے اور بھٹی کے کولنگ زون میں گاڑھا اور پھنس جاتی ہے ، جبکہ ٹائٹینیم میں بہت کم بخارات کا دباؤ ہوتا ہے اور یہ تقریبا غیر مستحکم ہوتا ہے ، لہذا اسے برقرار اور صاف کیا جاسکتا ہے۔ ویکیوم آستگی غار جسم کے چھیدوں میں بقایا میگنیشیم ، میگنیشیم کلورائد ، ہائیڈروجن جذب کو مؤثر طریقے سے ختم کرسکتی ہے ، اور آخر کار عام طور پر 99.5 ٪ سے 99.7 ٪ کی پاکیزگی کے ساتھ بڑے پیمانے پر غیر محفوظ ٹائٹینیم اسفنج حاصل کرسکتی ہے۔ متبادل کے طور پر ، سوڈیم تھرمل کمی اصول میں ایک جیسی ہے ، جس میں ticl₄ {+ 4 na → ti + 4 nacl کے رد عمل کے ساتھ ticl₄ کو کم کرنے کے لئے دھات کے سوڈیم کا استعمال کیا جاتا ہے۔ سوڈیم کے طریقہ کار میں کم رد عمل کا درجہ حرارت (تقریبا 550-600 ڈگری) ہوتا ہے ، اور تیار کردہ سوڈیم کلورائد پانی میں زیادہ گھلنشیل ہوتا ہے اور دھو جاتا ہے ، لیکن اسے سوڈیم نمک کے گندے پانی کی ایک بڑی مقدار کا علاج کرنے کی ضرورت ہے ، اور اعلی سوڈیم سرگرمی کے ساتھ آپریشن میں زیادہ احتیاط کی ضرورت ہوتی ہے۔
کرور پروسیس (میگنیشیم یا سوڈیم میں کمی) اور ویکیوم آسون کے ذریعہ حاصل کردہ ٹائٹینیم اسفنج ، اگرچہ پاکیزگی بہت زیادہ ہے ، اب بھی ٹریس کے فرق کی نجاست (آکسیجن ، نائٹروجن ، کاربن) اور بقایا کلورائد پر مشتمل ہے ، اور یہ ایک غیر محفوظ اور کھوئے ہوئے حالت میں ہے۔ صنعتی ٹائٹینیم انگوٹس کو گنجان ، یکساں ساخت ، کم ناپاک مواد ، اور عمدہ مکینیکل خصوصیات کے ساتھ حاصل کرنے کے ل them ، ان کو پگھلنا اور پاک کرنا ضروری ہے۔ ویکیوم خود استعمال کرنے والی الیکٹروڈ آرک بھٹی عام طور پر پگھلنے کے لئے استعمال ہوتی ہے۔ سب سے پہلے ، ٹائٹینیم اسفنج کو کچل کر اسکرین کیا جاتا ہے ، اور الیئنگ عناصر (جیسے AL ، V ، وغیرہ) مطلوبہ مصر کی ترکیب کے مطابق درست طریقے سے ملتے ہیں ، یکساں طور پر مل جاتے ہیں ، اور بڑے دباؤ کے تحت الیکٹروڈ بلاکس میں دبایا جاتا ہے ، اور پھر متعدد الیکٹروڈ بلاکس کو کافی لمبے سیلف نکسمنگ الیکٹروڈ میں ویلڈڈ کیا جاتا ہے۔ الیکٹروڈ کو ایک ویکیوم یا غیر فعال گیس (ارگون یا ہیلیم) میں رکھا جاتا ہے جو پانی سے ٹھنڈا تانبے کے کریمبر کے محفوظ ماحول کی بھٹی کے چیمبر میں ہوتا ہے ، اور صلیب کے نیچے الیکٹروڈ اور انگوٹ پلیٹ کے درمیان آرک کو بھڑکایا جاتا ہے۔ طاقتور آرک گرمی الیکٹروڈ کے نوک کو پگھلا دیتی ہے ، اور پگھلنے والے تالاب کی تشکیل کے ل the پگھلی ہوئی بوندیں مصلوب ہوجاتی ہیں اور انگوٹھا میں مستحکم ہوجاتی ہیں۔ یہ سارا عمل ویکیوم یا غیر فعال ماحول میں انجام دیا جاتا ہے ، جو ٹائٹینیم کے آکسیکرن اور نائٹرائڈنگ کو مؤثر طریقے سے روکتا ہے۔ زیادہ اہم بات یہ ہے کہ پگھلے ہوئے حالت میں ، زیادہ بخارات کے دباؤ والی کچھ نجاست (جیسے بقایا ایم جی سی ایل ₂ ، جزوی آکسیجن ، ہائیڈروجن ، وغیرہ) کو مزید اتار چڑھاؤ اور ہٹا دیا جائے گا ، اور پگھل تالاب کی استحکام کا عمل بھی نجاستوں کو الگ کرنے اور ہٹانے کے لئے موزوں ہے۔ اعلی درجے کی ایپلی کیشنز کے لئے جن کے لئے انتہائی پاکیزگی اور یکسانیت کی ضرورت ہوتی ہے ، جیسے ایرو انجن بلیڈ ، دو یا اس سے بھی تین ویکیوم خود استعمال کرنے والے آرک پگھلنے کی ضرورت ہوتی ہے ، ہر پگھلنے سے پاکیزگی ، یکسانیت اور اس کی کثافت کو مزید بہتر بنایا جاتا ہے ، اور آخر کار ٹائٹینیم انٹیفورم کی شکل اور کثافت حاصل ہوتی ہے ، اور آخر کار اس طرح کی کم ناپائیداری کے مواد کے ساتھ بڑے ٹائٹینیم اللونگ انٹونیمنٹ کو حاصل ہوتا ہے۔ عمدہ کارکردگی ، اس کے نتیجے میں رولنگ ، جعلی اور دیگر پروسیسنگ کے عمل کے ل high اعلی معیار کے خام مال کی فراہمی۔
خلاصہ طور پر ، ٹائٹینیم کی تزکیہ ایک پیچیدہ سسٹم انجینئرنگ ہے جس میں کثیر الشعبہی تکنیک جیسے اعلی درجہ حرارت کی کیمسٹری ، صحت سے متعلق علیحدگی ، ویکیوم میٹالرجی ، اور الیکٹروومیٹالرجی شامل ہوتی ہے۔ خالص ٹیکل کو حاصل کرنے کے لئے ایسک کی کلورینیشن سے ، میگنیشیم/سوڈیم میں کمی کے ساتھ مل کر ویکیوم ڈسٹلیشن کے ساتھ مل کر ٹائٹینیم اسفنج پیدا کرنے کے لئے ، ایک سے زیادہ ویکیوم آرک پگھلنے کے لئے ایک سے زیادہ ویکیوم آرک پگھلنے تک ، اعلی طہارت کے گھنے ٹائٹینیم انگوٹس کو کاسٹ کرنے کے لئے ، ہر قدم کا مقصد اعلی کیمیائی سرگرمی پر قابو پانا ہے ، جیسے آکسیجینیم کی اعلی کیمیائی سرگرمی کو ختم کرنا ہے ، اس طرح کی آکسیجن کی کھوج کو ختم کرنا ہے۔ "خلائی دھاتیں" ، "میرین میٹلز" اور "بائیو فیلک دھاتیں" میں ایسک جو ایرو اسپیس ، سمندری انجینئرنگ ، اور بائیو میڈیسن جیسے جدید شعبوں کی حمایت کرتے ہیں ، جس میں جدید صنعتی پرل کی حیثیت سے اس کی انوکھی قدر کو ظاہر کیا جاتا ہے۔catherine@hiriger.com.
