Egenskaper ved titan

Titan er en lett, sølvgrå metall med et unikt sett av fysisk-kjemiske egenskaper. Dens tetthet er 4,5 g/cm³, nesten to ganger lettere enn stål, men med en styrke som er sammenlignbar med høykvalitets stålslalger. Titanets smeltingstemperatur er 1668 °C, og kokepunktet 3260–3300 °C.

Titan har høy korrosjonsmotstand takket være en robust oksidfilm på overflaten. Han er motstandsdyktig mot sjøvann, syrer, baser og klorider. Metallen er biologisk kompatibel og ikke-magnetisk, noe som utvider bruksområdene. Ved oppvarming over 600 °C reagerer titan aktivt med oksygen, derfor utføres smelting i vakuum eller inert medium.

Ifølge forekomst i jordskorpen er titan på fjerdeplass blant konstruktionsmetaller, bare overgått av aluminium, jern og magnesium. Hovedmineralene er ilmenitt og rutil.

Applikasjoner av titan

Luftfart og romfart

Titan brukes bredt i luftfart og rakettromfart. Det brukes til å lage deler av motorer, turbinblader, planeelementer, festemidler og konstruktionskomponenter. Høy spesifikk styrke tillater å redusere vekten på luftfartøy. Legger med aluminium, vanadium, zirkonium og molibden brukes i deler som opererer ved høye temperaturer.

Medisin

Takket være biologisk kompatibilitet brukes titan til å produsere implantater: kunstige ledd, tannimplantater, benplater, skruer og kirurgiske verktøy. Titan forårsaker ikke avvisning og allergiske reaksjoner, og den porøse overflaten fremmer innvekst av benvev.

Chimisk og olje- og gassindustrien

Titanets korrosjonsmotstand gjør det uunnværlig for å lage reaktorer, varmevekslere, rørledninger og pumper som opererer i aggressive miljøer. Han er motstandsdyktig mot syrer, klorider og andre korrosive stoffer.

Sjøfart

Titan brukes til å lage skipshull, propeller og andre elementer utsatt for sjøvann. Metallen korroderer ikke i sjøvann, noe som forlenger livslengden til skip.

Atomenergi

Titan brukes til å lage rørledninger, varmevekslere og annet utstyr på atomkraftverk. Hans motstand mot stråling og korrosjon sikrer påliteligheten til elementene i kjerner reaktorer.

Produksjon av titan

Produksjonen av titan er en kompleks og energikrevende prosess som inkluderer flere trinn:

• Chlorering av råmateriale. Ilimenitt eller rutil behandles med klor i nærvær av karbon, noe som gir tetrakloridtitan (TiCl₄).
• Reaksjon. Tetrakloridet reageres med magnesium (magnietermisk metode) eller natrium, noe som gir tittangummi.
• Smelting. Gummiene smeltes i vakuumdugove ovner for å få blokker.
• Legging. For å få legger med ønsket egenskaper, legges det til aluminium, vanadium, molibden og andre elementer.

Hovedteknologiene er magnietermisk metode (Kroll-metoden) og natrietermisk. Moderne forskning rettes mot å redusere energiforbruket og kostnadsreduksjon, inkludert utvikling av nye legger og pulverteknologier.

Land som utvinner titan

Verdensmarkedet for titansyrer er kjennetegnet ved høy produksjonskonentrasjon i flere land. Førstefolkene i utvinning av titankoncentrater er:

• China — den største produsenten, som sikrer omtrent 34–35% av verdensproduksjonen.
• Australia — den andre største produsenten, andelen er 14–17%.
• Mozambique — omtrent 11–12% av verdensproduksjonen.
• South Africa — andelen er omtrent 9%.
• India — omtrent 7–8%.
• Senegal — omtrent 4–5%.
• Ukraine — opp til 4–5% (andelen har redusert seg de siste årene).

Andre betydelige produsenter er Vietnam, Canada, USA, Russland, Norge og Brasil. I 2020 ble verdensproduksjonen av titankoncentrat estimert til 7–8 millioner tonn.

De største forekomstene av ilmenittmalm finnes i Australia, Kina, India, Sør-Afrika og Brasil. Rutilforekomster er hovedsakelig konsentrert i Australia, India og Sør-Afrika.

I Russland er de viktigste produsentene bedrifter i Ural og Sibir, og Tuganskoye forekomst utvikles i Tomsk oblast.

Permanent link to this publication: