Сырьем для получения титана являются титаномагнетитовые руды, из которых выделяют ильменитовый концентрат, содержащий 40.45% ТiO2, — 30% FеО, 20% Fе2О3 и 5.7% пустой породы. Название этот концентрат получил по наличию в нем минерала ильменита FеО-ТiO2.
Ильменитовый концентрат плавят в смеси с древесным углем, антрацитом, где оксиды железа и титана восстанавливаются. Образующееся железо науглероживается, и получается чугун, а низшие оксиды титана переходят в шлак. Чугун и шлак — разливают отдельно в изложницы. Основной продукт этого процесса — титановый шлак — содержит 80.90% ТiO 2, 2.5% FеО и примеси SiO2, А12О3, СаО и др. Побочный продукт этого процесса — чугун — используют в металлургическом производстве.
Полученный титановый шлак подвергают хлорированию в специальных печах. В нижней части печи располагают угольную насадку, нагревающуюся при пропускании через нее электрического тока. В печь подают брикеты титанового шлака, а через фурмы внутрь печи — хлор. При температуре 800. 1250 °C в присутствии углерода образуется четыреххлористый титан, а также хлориды СаС12> МgС12 и др.:
ТiO2 + 2С + 2С12 = ТiСl + 2СО Четыреххлористый титан отделяется и очищается от остальных хлоридов благодаря различию температуры кипения этих хлоридов методом ректификации в специальных установках. Титан из четыреххлористого титана восстанавливают в реакторах при температуре 950.1000°С. В реактор загружают чушковый магний; после откачки воздуха и заполнения полости реактора аргоном внутрь его подают парообразный четыреххлористый титан. Между жидким магнием и четыреххлористым титаном происходит реакция ТiС12 = Тi + 2МgС12.
Производство титана является технически сложным процессом. Двуокись титана TiO2 — химически прочное соединение. Металлический титан (tПЛ = 1725°С), обладает большой активностью. Он бурно реагирует с азотом при температуре 500−600°С и кислородом воздуха при 1200−1300°С, поглощает водород, взаимодействует с углеродом и т. д. Наиболее широкое распространение получил магниетермический способ, осуществляемый по следующей технологической схеме: титановая руда ® обогащение ® плавка на титановый шлак ® получение четыреххлористого титана TiCl4 ® восстановление титана магнием.
титан химический элемент атом.
