Herstellungsmethoden von Titan

Das Schmelzen von Titan ist ein komplexer Prozess. Ilmenit wird in Titantetrachlorid umgewandelt, das dann in einen versiegelten, mit Argongas gefüllten Edelstahlbehälter gegeben wird, um mit metallischem Magnesium zu reagieren, wodurch Titanschwamm entsteht. Titanschwamm kann nicht direkt verwendet werden; Es muss in einem Elektroofen zu einer Flüssigkeit geschmolzen werden, bevor es in Titanbarren gegossen wird.

Allerdings erfordert diese Art von Elektroofen eine hochentwickelte Technologie. Neben der Notwendigkeit, den Ofen vollständig zu evakuieren, besteht eine große Herausforderung darin, dass es kaum Tiegel zur Aufnahme des flüssigen Titans gibt, da die meisten feuerfesten Materialien Oxide enthalten und der Sauerstoff in diesen Oxiden vom flüssigen Titan absorbiert wird. Schließlich wurde ein wassergekühlter elektrischer Kupfertiegelofen erfunden. In diesem Ofen wird nur ein zentraler Bereich erhitzt, während der Rest kalt bleibt. Das geschmolzene Titan fließt auf die wassergekühlten Kupfertiegelwände, wo es sofort zu Titanbarren erstarrt.

Die industrielle Methode zur großtechnischen Titanproduktion ist das Kroll-Verfahren: Zunächst werden Chlor und Kohlenstoff verwendet, um mit Ilmenit (TiFeO3) oder Rutil (TiO2) zu metallischem Titan zu reagieren. Das erhaltene Titantetrachlorid (TiCl4) wird dann durch Destillation vom Eisenchlorid (FeCl3) getrennt. Schließlich wird Titantetrachlorid mit metallischem Magnesium (Mg) reduziert, um metallisches Titan zu erhalten. Während des Produktionsprozesses sollte Luft entfernt werden, um zu verhindern, dass Titan mit Sauerstoff oder Stickstoff reagiert und Verunreinigungen erzeugt.