· Rantaian industri titanium
· Rantaian industri titanium boleh dibahagikan kepada empat bahagian berikut:
·1. Pemanfaatan mineral primer seperti ilmenit dan rutil untuk mendapatkan pekatan gred yang lebih tinggi melalui kaedah fizikal
·2. Melalui pemprosesan semula dan penulenan pekat, titanium dioksida ketulenan tinggi dihasilkan untuk digunakan dalam industri titanium dioksida.
Span titanium merujuk kepada ketulenan 98.5%-99.7% titanium logam span dengan mengurangkan titanium tetrachchloride dengan magnesium atau natrium. Ia adalah bahan mentah yang paling penting dalam pengeluaran perindustrian titanium. Span titanium adalah produk utama dalam pengeluaran logam titanium, yang perlu dilemparkan lagi untuk mendapatkan jongkong titanium, iaitu titanium tulen industri, dan kemudian diproses menjadi bahan titanium atau aloi titanium yang sepadan.
· Penyediaan span titanium: Pada masa ini, terdapat terutamanya kaedah pengurangan haba magnesium (Kroll), kaedah pengurangan haba natrium (kaedah Hunter) dan kaedah elektrolisis garam cair dalam industri. Kelebihan kaedah pengurangan haba magnesium ialah agen penurun magnesium boleh dikitar semula dan kapasiti relau tunggal adalah besar. Sebaliknya, kualiti produk kaedah pengurangan haba natrium adalah lebih baik, kandungan kekotoran logam adalah rendah, tetapi kapasiti pengeluaran relau tunggal adalah kecil, penggunaan natrium adalah besar. Kaedah elektrolisis garam lebur masih dalam peringkat ujian separa industri.
· Titanium dioksida dan aplikasinya
·
Titanium dioksida (TiO2), oksida yang sangat stabil dengan sifat optik dan pigmen yang sangat baik, digunakan terutamanya sebagai pigmen bukan organik putih. Tidak toksik, kelegapan terbaik, keputihan dan kecerahan terbaik, dianggap sebagai prestasi terbaik bagi pigmen putih di dunia, digunakan secara meluas dalam cat, plastik, kertas, dakwat percetakan, gentian kimia, getah, kosmetik dan lain-lain industri.
· Terdapat dua kaedah pengeluaran perindustrian titanium dioksida, kaedah asid sulfurik dan kaedah klorida: kaedah asid sulfurik mempunyai proses pengeluaran matang dan peralatan mudah, tetapi kelemahan adalah proses pengeluaran yang panjang dan pencemaran alam sekitar yang serius; Teknologi pengklorinan adalah maju, kapasiti besar, kualiti produk yang tinggi, keputihan dan julat pengedaran saiz zarah adalah sempit, pada masa yang sama, klorin juga boleh dikitar semula, kelemahannya ialah keperluan bahan mentah terlalu ketat, bahan mentah mestilah TiO2 kandungan 90%-95% daripada rutil semulajadi atau tiruan atau sanga titanium.
· Proses asid sulfurik proses penghasilan titanium dioksida
· Proses penghasilan titanium dioksida berklorin
· Titanium dioksida boleh didapati dalam tiga bentuk kristal, iaitu rutil, anatase, dan plat titanium. Antaranya, plat titanium tidak boleh digunakan sebagai pigmen, dan pigmen utama yang digunakan dalam industri ialah jenis anatase dan jenis rutil titanium dioksida.
· Anattype titanium dioksida mempunyai kelebihan ketulenan tinggi, zarah halus dan seragam, sifat optik yang baik, kuasa biasan yang kuat, kuasa perubahan warna yang tinggi, kuasa menyembunyikan yang kuat, penyerapan minyak yang rendah, penyebaran air yang tinggi, dan digunakan terutamanya dalam cat, dakwat, bahan kimia. industri pembuatan gentian, getah, kaca, kosmetik, sabun, plastik dan kertas. Rutil titanium dioksida sebagai tambahan kepada kelebihan anatase titanium dioksida, tetapi juga mempunyai rintangan cuaca yang lebih baik dan kuasa bersembunyi, terutamanya digunakan dalam pigmen industri termaju, salutan lateks berkilat, plastik, bahan getah dengan perubahan warna yang lebih tinggi dan keperluan matahari yang cepat, lapisan salutan kertas termaju dan kertas lilin. Daripada prestasi pigmen, rutil titanium dioksida adalah lebih baik daripada anatase titanium dioksida, rutil titanium dioksida dan produk salutan permukaan dalam majoriti. Pada tahun 2010, rutil titanium dioksida negara kita menyumbang 57% daripada jumlah titanium dioksida, jauh lebih rendah daripada 90% peringkat dunia. Pada masa hadapan, perkadaran titanium dioksida rutil di negara kita masih mempunyai ruang yang lebih besar untuk penambahbaikan.
· Pada masa ini, industri titanium dioksida sedang menjalani tiga pelarasan utama: (1) pertumbuhan pengeluaran titanium dioksida dunia agak perlahan, dan rantau Asia-Pasifik, terutamanya pertumbuhan pesat pengeluaran titanium dioksida di China, industri titanium dioksida dunia. ke rantau Asia-Pasifik, terutamanya di China untuk pemindahan keadaan adalah sangat jelas; (2) Dengan hiliran prestasi titanium dioksida mengemukakan keperluan yang lebih tinggi, rawatan salutan titanium dioksida telah menjadi cara yang penting, pelbagai jenis titanium dioksida khas terus muncul, industri titanium dioksida dari bekalan am ke arah pembangunan bekalan khas semakin meningkat; (3) Titanium dioksida dibahagikan kepada dua jenis: jenis anaton dan jenis rutil. Walaupun titanium dioksida jenis anatone masih menduduki sebahagian daripada bahagian pasaran kerana prestasi kosnya yang tinggi, titanium dioksida jenis rutil masih menjadi trend umum pembangunan masa depan industri dengan prestasi cemerlangnya. Dalam struktur produk titanium dioksida di negara kita, perkadaran titanium dioksida rutil meningkat, menyumbang kira-kira 57%, tetapi ia masih jauh lebih rendah daripada 90% dunia. Struktur produk titanium dioksida di negara kita secara aktif untuk perubahan arah titanium dioksida rutil. Ringkasnya, industri titanium dioksida di negara kita, terutamanya prospek titanium dioksida rutil khas masih menjanjikan.
· Aplikasi logam titanium dan aloi titanium
· Titanium ialah logam struktur penting yang dibangunkan pada tahun 1950-an. Aloi titanium mempunyai ciri-ciri ketumpatan rendah, kekuatan spesifik yang tinggi, rintangan kakisan yang baik, kekonduksian terma yang rendah, tidak toksik dan bukan magnetik, kebolehkimpalan, biokompatibiliti yang baik, keanjalan permukaan yang kuat dan digunakan secara meluas dalam penerbangan, aeroangkasa, kimia, petroleum, kuasa elektrik, perubatan, pembinaan, barangan sukan dan bidang lain. Banyak negara di dunia telah menyedari kepentingan bahan aloi titanium, dan telah menjalankan penyelidikan dan pembangunan, dan telah digunakan dalam amalan.
· Pada tahun 2011, penggunaan global titanium dalam penerbangan komersial mencapai 46% dan titanium tentera menyumbang 9% (terutamanya penerbangan tentera), dan jumlah penggunaan titanium dalam sektor penerbangan melebihi 50%; Penggunaan industri titanium menyumbang 43%, dan pasaran baru muncul menyumbang 2%.
· Terdapat perbezaan serantau yang jelas dalam struktur permintaan untuk produk titanium. Di Amerika Utara dan Kesatuan Eropah, terutamanya Amerika Syarikat, di mana terdapat industri aeroangkasa dan pertahanan yang maju, kira-kira 50% daripada permintaan untuk produk titanium datang daripada industri aeroangkasa dan pertahanan. Di Jepun, titanium industri daripada bahan kimia dan industri lain mendominasi permintaan. Aeroangkasa menyumbang hanya 2-3% daripada permintaan titanium Jepun, menurut Persatuan Titanium Jepun. Sama seperti Jepun, kebanyakan permintaan China untuk produk titanium datang daripada sektor kimia dan tenaga, dengan aeroangkasa menyumbang hanya 10%. Walaupun China telah menjadi salah satu pengeluar dan pengguna logam terbesar di dunia, kebanyakan pengeluaran telah dihadkan kepada titanium gred rendah, digunakan dalam rangka basikal, kayu golf atau paip untuk melindungi daripada kakisan dalam industri kimia. Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, jumlah titanium yang digunakan dalam aeroangkasa telah meningkat dengan ketara di Asia, yang menunjukkan bahawa prospek pasaran titanium agak cerah.
· Sektor aeroangkasa
· Titanium yang digunakan dalam aeroangkasa tertumpu di negara barat, terutamanya di Amerika Syarikat, di mana 60% bahan titanium digunakan dalam bidang ini. Negara-negara Asia, Jepun dan China semuanya menyumbang kira-kira 10% daripada titanium dalam bidang ini. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan pesat aeroangkasa Asia dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaan titanium dalam bidang aeroangkasa akan meningkat dengan sewajarnya. Dari sudut pandangan global, industri penerbangan memainkan peranan penting dalam pasaran titanium. Dari segi sejarah, kitaran besar industri titanium berkait rapat dengan penyejukan dan pemanasan industri penerbangan.
· Pada tahun 2011, pengeluaran global bahan titanium mencapai 148,000 tan, termasuk kira-kira 64,000 tan bahan titanium untuk penerbangan komersial. Permintaan untuk pengangkutan udara masih besar dalam pertumbuhan ekonomi global masa hadapan, dan dijangka permintaan untuk pesawat baharu adalah kira-kira 30,000 dalam 20 tahun akan datang. Sementara itu, permintaan untuk titanium pesawat baru adalah lebih tinggi daripada pesawat lama. Dianggarkan purata permintaan titanium untuk pesawat komersial akan mencapai 40 tan/pesawat dalam masa 20 tahun; Mengikut pengiraan ini, dalam tempoh 20 tahun akan datang, industri penerbangan komersial global akan meningkatkan permintaan untuk bahan titanium sebanyak kira-kira 1.2 juta tan, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun kira-kira 17%, dan purata peningkatan tahunan sebanyak 60,{{ 15}} tan. Industri titanium penerbangan awam akan menunjukkan pertumbuhan pesat. Peluang baru juga akan muncul dalam penerbangan ketenteraan; Sektor penerbangan ketenteraan juga dijangka menyaksikan permintaan baharu berikutan peningkatan perbelanjaan ketenteraan oleh negara di seluruh dunia akibat ketegangan geopolitik global.
· Pesawat penumpang awam
· Aplikasi utama aloi titanium dalam pesawat adalah seperti berikut:
·(1) Mengurangkan berat struktur dan meningkatkan kecekapan struktur: Prestasi teknologi tempur lanjutan (seperti pesawat supersonik) memerlukan pesawat mempunyai faktor berat struktur yang agak rendah (iaitu Berat struktur badan/berat berlepas biasa pesawat), dan aloi titanium mempunyai ciri-ciri kekuatan hampir dengan keluli kekuatan sederhana tetapi ketumpatan rendah, bukannya keluli struktur dan aloi suhu tinggi, boleh mengurangkan berat struktur, tetapi juga boleh menjimatkan kos; Mengambil enjin sebagai contoh, statistik menunjukkan bahawa bagi setiap kilogram kualiti enjin pesawat yang dikurangkan, kos penggunaan boleh dikurangkan sebanyak kira-kira $220-440.
·(2) Memenuhi keperluan untuk penggunaan bahagian suhu tinggi: Aloi titanium mempunyai ciri-ciri rintangan haba yang baik, seperti Ti{1}}Al-4V yang biasa digunakan boleh bekerja pada 350 darjah untuk masa yang lama, jadi dalam bahagian suhu tinggi pesawat (seperti fiuslaj belakang, dll.) boleh menggantikan aloi aluminium yang tidak dapat memenuhi keperluan kerana prestasi suhu tinggi; TC11 boleh bekerja pada 500 darjah untuk masa yang lama, dan boleh menggantikan aloi super dan keluli tahan karat di bahagian pemampat enjin.
·(3) Memenuhi keperluan padanan dengan struktur komposit: Untuk mengurangkan berat struktur dan memenuhi keperluan stealth, komposit digunakan secara meluas dalam pesawat canggih. Kekuatan dan kekakuan aloi titanium dan bahan komposit dipadankan dengan baik, yang boleh mencapai kesan pengurangan berat badan yang baik. Pada masa yang sama, kerana potensi kedua-duanya adalah agak rapat, ia tidak mudah untuk menghasilkan kakisan galvanik, jadi bahagian yang sepadan bahagian struktur dan pengikat harus menggunakan aloi titanium.
·(4) Memenuhi keperluan rintangan kakisan yang tinggi dan jangka hayat yang panjang: Aloi titanium mempunyai hayat keletihan yang tinggi dan rintangan kakisan yang sangat baik, yang boleh meningkatkan rintangan kakisan dan hayat struktur dan memenuhi keperluan kebolehpercayaan yang tinggi dan jangka hayat pesawat canggih. dan enjin.
· Pesawat tentera
Pembangunan dan perolehan senjata ketenteraan sedang bergerak ke arah mudah alih dan fleksibiliti. Untuk memenuhi keperluan prestasi tempur pesawat pejuang, sebagai tambahan kepada penggunaan teknologi reka bentuk termaju, adalah perlu untuk menggunakan bahan prestasi unggul dan teknologi pembuatan termaju. Salah satu langkah penting ialah memilih sejumlah besar aloi titanium dan meningkatkan tahap penggunaan aloi titanium termaju. Sejak tahun 1960-an, jumlah titanium dalam pesawat tentera asing telah meningkat dari tahun ke tahun. Pada masa ini, jumlah aloi titanium dalam pelbagai pejuang dan pengebom tentera maju yang direka di Eropah dan Amerika Syarikat telah stabil pada lebih daripada 20%, dan perkadaran titanium dalam model baharu semakin meningkat.
· Industri automotif
· Pengurangan penggunaan bahan api dan pelepasan sisa berbahaya (CO2, NOX, dsb.) telah menjadi salah satu daya penggerak utama dan hala tuju kemajuan teknologi dalam industri automotif. Penyelidikan menunjukkan bahawa ringan adalah langkah yang berkesan untuk mencapai penjimatan bahan api dan pengurangan pencemaran. Untuk setiap pengurangan 10% dalam kualiti kenderaan, penggunaan bahan api boleh dijimatkan sebanyak 8%-10% dan pelepasan ekzos boleh dikurangkan sebanyak 10%. Dari segi pemanduan, prestasi pecutan kereta dipertingkatkan selepas ringan, dan kestabilan kawalan kenderaan, bunyi dan getaran juga dipertingkatkan. Dari perspektif keselamatan perlanggaran, selepas kereta ringan, inersia semasa perlanggaran adalah kecil dan jarak brek dikurangkan.
· Pendekatan pilihan untuk pemberat ringan automotif adalah menggantikan bahan automotif tradisional (keluli) dengan bahan ringan dengan kekuatan khusus yang tinggi, seperti aluminium, magnesium, titanium, dll. Pada tahun 2009, volum titanium automotif global telah mencapai 3,{{2} } tan. Titanium telah digunakan dalam kereta lumba selama bertahun-tahun. Pada masa ini, bahan titanium hampir digunakan dalam kereta lumba. Titanium telah digunakan di Jepun selama lebih daripada 600 tan.
· Kelebihan menggunakan titanium dalam kereta termasuk: pengurangan berat dan penggunaan bahan api yang lebih rendah; Meningkatkan kesan penghantaran kuasa dan mengurangkan bunyi bising; Kurangkan getaran, kurangkan beban komponen; Meningkatkan ketahanan kenderaan dan perlindungan alam sekitar.
· Sektor penjagaan kesihatan
·
Titanium mempunyai pelbagai aplikasi dalam bidang perubatan. Titanium hampir dengan tulang manusia, mempunyai biokompatibiliti yang baik dan tiada kesan sampingan toksik pada tisu manusia. Implan manusia adalah bahan berfungsi khas yang berkait rapat dengan kehidupan dan kesihatan manusia. Berbanding dengan bahan logam lain, kelebihan menggunakan aloi titanium dan titanium adalah seperti berikut: 1 ringan; 2. Modulus keanjalan rendah; 3 Bukan magnet; 4 Tiada ketoksikan; 5 Rintangan kakisan; Kekuatan tinggi dan keliatan yang baik. Jumlah aloi titanium yang digunakan dalam implan pembedahan berkembang pada kadar 5%-7% setahun. Titanium dan aloi titanium diperbuat daripada kepala femoral, sendi pinggul, humerus, tengkorak, sendi lutut, sendi siku, sendi bahu, sendi metacarpofinger, rahang, jantung, buah pinggang, dilator vaskular, splint, prostesis, pengikat dan ratusan bahagian logam lain yang dipindahkan ke dalam tubuh manusia, telah mencapai keputusan yang baik, telah diberi penilaian yang tinggi oleh komuniti perubatan.
· Industri kimia
· Titanium digunakan secara meluas dalam banyak sektor ekonomi negara kerana rintangan kakisan yang sangat baik, sifat mekanikal dan sifat proses. Terutamanya dalam pengeluaran kimia, titanium digunakan sebagai ganti keluli tahan karat, aloi asas nikel dan logam lain yang jarang ditemui sebagai bahan tahan kakisan. Ini sangat penting untuk meningkatkan output, meningkatkan kualiti produk, memanjangkan hayat perkhidmatan peralatan, mengurangkan penggunaan, mengurangkan penggunaan tenaga, mengurangkan kos, mencegah pencemaran, memperbaiki keadaan kerja dan meningkatkan produktiviti buruh.
· Titanium telah menjadi salah satu bahan anti-karat utama dalam peralatan kimia dan telah menetapkan kedudukannya dalam rintangan kakisan dalam peralatan kimia. Sebagai bahan yang ideal dalam peralatan kimia, titanium juga menarik lebih banyak perhatian daripada jurutera dan juruteknik.
· Selepas bertahun-tahun promosi, titanium dan aloinya telah digunakan secara meluas sebagai bahan struktur tahan kakisan yang sangat baik dalam pengeluaran kimia. Pada masa ini, penggunaan peralatan titanium telah diperluaskan daripada industri soda dan soda kaustik awal kepada klorat, ammonium klorida, urea, sintesis organik, pewarna, garam tak organik, racun perosak, gentian sintetik, baja kimia, dan bahan kimia halus dan industri lain, dan jenis peralatan telah dibangunkan dari kecil dan mudah kepada besar dan pelbagai.
· Hasil tinjauan menunjukkan bahawa penukar haba titanium menyumbang 57%, anod titanium menyumbang 20%, kapal titanium menyumbang 16% dan lain-lain menyumbang 7%. Dalam industri kimia kepada "dua alkali", jumlah terbesar penukar haba titanium dalam peralatan kimia.
· Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi pengeluaran bahan titanium di China telah bertambah baik dengan pesat. Titanium yang digunakan dalam aeroangkasa, titanium yang digunakan dalam ketenteraan dan titanium yang digunakan dalam kereta telah berkembang pesat, terutamanya dalam bidang aeroangkasa, dengan trend mengejar titanium yang digunakan dalam industri kimia. Secara umum, kandungan teknikal titanium untuk industri kimia adalah kecil, nilai tambah produk adalah rendah, dan bahagian titanium untuk industri kimia pasti akan menurun secara beransur-ansur.
· Kejuruteraan luar pesisir
· Dengan perkembangan sains dan teknologi serta kepupusan sumber tanah, eksploitasi dan pemanfaatan manusia ke atas lautan telah diletakkan dalam agenda. Titanium mempunyai ketahanan kakisan yang sangat baik terhadap air laut, dan digunakan secara meluas dalam penyahgaraman air laut, kapal, pembangunan tenaga haba lautan dan eksploitasi sumber dasar laut.
· Seawal tahun 1960-an, negara kita memulakan penyelidikan aplikasi titanium dan aloi titanium dalam peralatan kejuruteraan kapal dan lautan, dan melakukan banyak kerja, pada dasarnya telah membentuk beberapa jenama, prestasi berbeza, jenis lengkap dan spesifikasi Marin. sistem aloi titanium. Oleh kerana ciri-ciri aloi titanium dan titanium itu sendiri, ia mempunyai kelebihan unik dalam penggunaan kapal dan peralatan Marin, jadi ia digunakan secara meluas dalam kapal selam nuklear, tenggelam dalam, pemecah ais tenaga atom, hidrofoil, hoverkraf, penyapu ranjau dan kipas baling-baling, air laut. saluran paip, pemeluwap, penukar haba, dsb.
· Dari segi penggunaan kapal, pada masa ini, jumlah titanium yang digunakan untuk kapal di China adalah sangat kecil, iaitu kurang daripada 1% daripada jumlah berat kapal. Terdapat potensi pembangunan yang besar dalam bidang titanium dan aloi titanium ganti untuk kapal dan perkakas laut. Di samping itu, dalam penyahgaraman air laut dan stesen janakuasa pantai, disebabkan oleh permintaan pasaran yang besar untuk penyahgaraman air laut dan stesen janakuasa pantai di negara kita, di bawah syarat mengurangkan lagi kos aloi titanium dan meningkatkan kestabilan kualiti produk, aplikasi pasaran prospek titanium akan menjadi sangat luas.
· Kehidupan seharian
· Titanium digunakan secara meluas dalam kehidupan seharian dan boleh digambarkan sebagai mana-mana, seperti kepala golf, rangka basikal, raket tenis, kerusi roda, bingkai cermin mata, dll.
· Penggunaan titanium dalam barangan sukan kerana beratnya yang ringan dan kekuatan yang tinggi telah berkembang secara beransur-ansur daripada raket tenis dan raket badminton terawal kepada kepala golf, kelab dan kereta lumba. Pada tahun 2008, masa lapang sukan menyumbang 13% daripada jumlah penggunaan di China, antaranya jumlah titanium yang digunakan dalam kepala dan kayu golf sahaja melebihi 1,000 tan. Bingkai basikal yang diperbuat daripada aloi titanium juga popular. Pada masa ini, hampir 50 syarikat mengeluarkan basikal titanium, dan Amerika Syarikat telah lama menjadi pengeluar dan pengguna terbesar basikal titanium. Ciri-ciri ringan titanium juga digunakan pada bingkai, dan titanium tidak mudah alah kepada kulit, dan permukaan titanium boleh mempunyai warna yang cemerlang selepas rawatan anodik, jadi ia telah digunakan pada bingkai sejak awal 1980-an.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaan titanium dalam kehidupan seharian manusia telah berkembang, dan kelajuan pembangunan sangat cepat, dan teknologi aplikasi lebih matang dan sempurna. Amerika Syarikat dan Jepun mendahului dalam hal titanium untuk kegunaan harian.
