· Titanium industrikæde
· Titanium industrikæden kan opdeles i følgende fire dele:
·1. Udnyttelse af primære mineraler såsom ilmenit og rutil for at opnå koncentrater af højere kvalitet gennem fysiske metoder
·2. Gennem oparbejdning og rensning af koncentrat fremstilles titaniumdioxid med høj renhed til brug i titaniumdioxidindustrien.
Titaniumsvamp refererer til renheden af 98,5 %-99,7 % svampet metaltitan ved at reducere titantetrachchlorid med magnesium eller natrium. Det er det vigtigste råmateriale i titanium industriel produktion. Titansvamp er et primært produkt i produktionen af titaniummetal, som skal støbes yderligere for at opnå titaniumbarre, nemlig industriel rent titanium, og derefter forarbejdes til det tilsvarende titaniummateriale eller titanlegering.
· Fremstilling af titansvamp: På nuværende tidspunkt er der hovedsageligt magnesium termisk reduktionsmetode (Kroll), termisk natriumreduktionsmetode (Hunter-metoden) og smeltet saltelektrolysemetode i industrien. Fordelene ved den termiske magnesiumreduktionsmetode er, at reduktionsmidlet magnesium kan genbruges, og kapaciteten af en enkelt ovn er stor. I modsætning hertil er produktkvaliteten af den termiske natriumreduktionsmetode bedre, metalurenhedsindholdet er lavt, men den enkelte ovns produktionskapacitet er lille, natriumforbruget er stort. Metoden til elektrolyse af smeltet salt er stadig i den semi-industrielle testfase.
· Titandioxid og dets anvendelser
·
Titandioxid (TiO2), et meget stabilt oxid med fremragende optiske og pigmentegenskaber, bruges hovedsageligt som et hvidt uorganisk pigment. Dets ugiftige, den bedste opacitet, den bedste hvidhed og lysstyrke, anses for at være den bedste ydeevne af et hvidt pigment i verden, meget udbredt i maling, plastik, papir, trykfarve, kemiske fibre, gummi, kosmetik og andre industrier.
· Der er to industrielle produktionsmetoder for titaniumdioxid, svovlsyremetode og chloridmetode: svovlsyremetoden har moden produktionsproces og simpelt udstyr, men ulempen er lang produktionsproces og alvorlig miljøforurening; Kloreringsteknologien er avanceret, stor kapacitet, høj produktkvalitet, hvidhed og partikelstørrelsesfordeling er snævert, samtidig kan klor også genanvendes, ulempen er, at råvarekravene er for strenge, råmaterialet skal være TiO2 indhold 90 %-95 % af naturlig eller kunstig rutil eller titaniumslagge.
· Svovlsyreproces af titaniumdioxidproduktionsproces
· Produktionsproces for kloreret titaniumdioxid
· Titandioxid er tilgængelig i tre krystalformer, nemlig rutil, anatase og pladetitanium. Blandt dem kan pladetitanium ikke bruges som pigment, og det vigtigste pigment, der bruges i industrien, er anatase-type og rutil-type titaniumdioxid.
· Anattype titandioxid har fordelene ved høj renhed, fine og ensartede partikler, gode optiske egenskaber, stærk brydningsevne, høj misfarvningsevne, stærk skjuleevne, lav olieabsorption, høj vanddispersion og bruges hovedsageligt i maling, blæk, kemikalier fiber-, gummi-, glas-, kosmetik-, sæbe-, plast- og papirfremstillingsindustrien. Rutil titandioxid ud over fordelene ved anatase titandioxid, men har også bedre vejrbestandighed og skjulekraft, hovedsageligt brugt i avancerede industrielle pigmenter, blanke latexbelægninger, plast, gummimaterialer med højere misfarvning og hurtige solkrav, avanceret papirbelægningslag og vokspapir. Ud fra pigmentydelsen er rutil titandioxid i de fleste tilfælde bedre end anatase titandioxid, rutil titanium dioxid og overfladebelægningsprodukter. I 2010 udgjorde vores land rutil titandioxid 57% af den samlede titaniumdioxid, langt lavere end 90% af verdensniveau. I fremtiden har andelen af rutil titaniumdioxid i vores land stadig større plads til forbedring.
· På nuværende tidspunkt gennemgår titandioxidindustrien tre store justeringer: (1) væksten i verdens titandioxidproduktion er relativt langsom, og Asien-Stillehavsregionen, især den hurtige vækst i produktionen af titaniumdioxid i Kina, verdens titaniumdioxidindustri til Asien-Stillehavsområdet, især i Kina for overførsel af situationen er meget indlysende; (2) Med nedstrøms for titandioxid ydeevne stillet højere krav, titanium dioxid belægning behandling er blevet et vigtigt middel, en række særlige titanium dioxid fortsætter med at dukke op, titanium dioxid industri fra generelle forsyninger til retningen af udviklingen af særlige forsyninger er i stigning; (3) Titandioxid er opdelt i to typer: anatone type og rutil type. Selvom titandioxid af anatone-typen stadig optager en del af markedsandelen på grund af dets høje omkostninger, er titandioxid af rutil-typen stadig den generelle tendens til den fremtidige udvikling af industrien med dens fremragende ydeevne. I produktstrukturen af titaniumdioxid i vores land stiger andelen af rutil titaniumdioxid og tegner sig for omkring 57%, men det er stadig langt lavere end 90% af verden. Titandioxid produktstruktur i vores land er aktivt at rutil titaniumdioxid retningsændring. For at opsummere, titanium dioxid industrien i vores land, især særlige rutil titanium dioxid udsigten er stadig lovende.
· Anvendelser i titaniummetal og titanlegeringer
· Titanium er et vigtigt strukturelt metal udviklet i 1950'erne. Titanlegering har egenskaberne lav densitet, høj specifik styrke, god korrosionsbestandighed, lav termisk ledningsevne, ikke-toksisk og ikke-magnetisk, svejsbarhed, god biokompatibilitet, stærk overfladeudsmykning og er meget udbredt i luftfart, rumfart, kemikalier, petroleum, elektrisk kraft, medicin, byggeri, sportsartikler og andre områder. Mange lande i verden har indset vigtigheden af titanlegeringsmaterialer og har udført forskning og udvikling og er blevet anvendt i praksis.
· I 2011 nåede det globale forbrug af titanium i kommerciel luftfart 46 %, og militært titanium tegnede sig for 9 % (hovedsagelig militærflyvning), og det samlede forbrug af titanium i luftfartssektoren oversteg 50 %; Industrielt forbrug af titanium tegnede sig for 43%, og emerging markets tegnede sig for 2%.
· Der er klare regionale forskelle i strukturen af efterspørgslen efter titaniumprodukter. I Nordamerika og EU, især USA, hvor der er udviklet rumfarts- og forsvarsindustri, kommer omkring 50 % af efterspørgslen efter titaniumprodukter fra rumfarts- og forsvarsindustrien. I Japan dominerer industrielt titanium fra kemikalier og andre industrier efterspørgslen. Luftfart står kun for 2-3 % af Japans titaniumefterspørgsel ifølge Japan Titanium Association. Ligesom Japan kommer det meste af Kinas efterspørgsel efter titaniumprodukter fra kemiske og energisektorer, hvor luftfarten kun tegner sig for 10%. Mens Kina er blevet en af verdens største producenter og forbrugere af metallet, har det meste af produktionen været begrænset til titanium af lavere kvalitet, brugt i cykelstel, golfkøller eller rør for at beskytte mod korrosion i den kemiske industri. Men i de senere år er mængden af titanium, der bruges i rumfart, steget markant i Asien, hvilket viser, at udsigten til titaniummarkedet er relativt lys.
· Luftfartssektoren
· Titanium, der bruges i rumfart, er koncentreret i vestlige lande, især i USA, hvor 60 % af titaniummaterialerne bruges på dette område. De asiatiske lande, Japan og Kina tegner sig alle for omkring 10% af titanium på dette felt. Men med den hurtige udvikling af asiatisk rumfart i de senere år vil forbruget af titanium i rumfartsområdet stige tilsvarende. Fra et globalt synspunkt spiller luftfartsindustrien en afgørende rolle på titaniummarkedet. Historisk set er de store cyklusser i titaniumindustrien tæt forbundet med afkølingen og opvarmningen af luftfartsindustrien.
· I 2011 nåede den globale produktion af titaniummaterialer 148,000 tons, herunder omkring 64,000 tons titaniummaterialer til kommerciel luftfart. Efterspørgslen efter lufttransport er stadig enorm i den fremtidige globale økonomiske vækst, og det forventes, at efterspørgslen efter nye fly vil være omkring 30,000 i de næste 20 år. I mellemtiden er efterspørgslen efter titanium for nye fly højere end for gamle fly. Det anslås, at den gennemsnitlige efterspørgsel efter titanium til kommercielle fly vil nå op på 40 tons/fly om 20 år; Ifølge denne beregning vil den globale kommercielle luftfartsindustri i de næste 20 år øge efterspørgslen efter titaniummaterialer med omkring 1,2 millioner tons, med en sammensat årlig vækstrate på omkring 17 % og en gennemsnitlig årlig stigning på 60,{{ 15}} tons. Den civile luftfarts titaniumindustri vil vise hurtig vækst. Nye muligheder vil også dukke op inden for militær luftfart; Den militære luftfartssektor forventes også at se ny efterspørgsel på grund af øgede militærudgifter fra lande rundt om i verden på grund af globale geopolitiske spændinger.
· Civile passagerfly
· De vigtigste anvendelser af titanlegeringer i fly er som følger:
·(1) Reduktion af strukturel vægt og forbedring af strukturel effektivitet: Avanceret kampteknologiydelse (såsom supersoniske fly) kræver, at flyet har en relativt lav strukturel vægtfaktor (dvs. kropsstrukturvægt/flyets normal startvægt), og titaniumlegering har egenskaber af styrke tæt på mellemstyrke stål, men lav densitet, i stedet for konstruktionsstål og højtemperaturlegering, kan i høj grad reducere vægten af strukturen, men kan også spare omkostninger; Tager man motoren som et eksempel, viser statistikker, at for hvert kilogram af reduceret flymotorkvalitet, kan brugsomkostningerne reduceres med omkring $220-440.
·(2) Opfyld kravene til brug af højtemperaturdele: Titaniumlegering har egenskaberne god varmebestandighed, såsom den almindeligt anvendte Ti-6Al-4V kan arbejde ved 350 grader i en lang tid, så i de høje temperaturdele af flyet (såsom den bagerste skrog osv.) kan erstatte aluminiumslegeringen, der ikke kan opfylde kravene på grund af høj temperatur ydeevne; TC11 kan arbejde ved 500 grader i lang tid, og kan erstatte superlegering og rustfrit stål i kompressordelen af motoren.
·(3) Opfylde kravene til at matche med kompositstrukturer: For at reducere strukturel vægt og opfylde stealth-kravene, er kompositter meget brugt i avancerede fly. Styrken og stivheden af titanlegering og kompositmaterialer er godt afstemt, hvilket kan opnå en god vægtreduktionseffekt. På samme tid, fordi potentialet for de to er relativt tæt, er det ikke let at producere galvanisk korrosion, så de tilsvarende dele af strukturelle dele og fastgørelseselementer bør bruge titanlegering.
·(4) Opfyld kravene til høj korrosionsbestandighed og lang levetid: Titaniumlegeringer har høj udmattelseslevetid og fremragende korrosionsbestandighed, hvilket kan forbedre korrosionsbestandigheden og levetiden af strukturen og opfylde kravene til høj pålidelighed og lang levetid for avancerede fly og motorer.
· Militærfly
Udviklingen og indkøbet af militære våben bevæger sig i retning af portabilitet og fleksibilitet. For at opfylde kampflyets præstationskrav er det ud over brugen af avanceret designteknologi nødvendigt at bruge materialer med overlegen ydeevne og avanceret produktionsteknologi. En af de vigtige tiltag er at vælge et stort antal titanlegeringer og forbedre anvendelsesniveauet for avancerede titanlegeringer. Siden 1960'erne er mængden af titanium i udenlandske militærfly steget år for år. På nuværende tidspunkt har mængden af titanlegering i forskellige avancerede militære jagerfly og bombefly designet i Europa og USA været stabil på mere end 20%, og andelen af titanium i nye modeller er stærkt stigende.
· Bilindustrien
· Reduktion af brændstofforbrug og emission af farligt affald (CO2, NOX osv.) er blevet en af de vigtigste drivkræfter og retninger for teknologiske fremskridt i bilindustrien. Forskning viser, at letvægt er en effektiv foranstaltning til at opnå brændstofbesparelse og forureningsreduktion. For hver 10 % reduktion i køretøjets kvalitet kan brændstofforbruget spares med 8 %-10 %, og udstødningsemissionerne kan reduceres med 10 %. Med hensyn til kørsel forbedres bilens accelerationsevne efter letvægt, og stabiliteten af køretøjskontrol, støj og vibrationer er også forbedret. Fra et kollisionssikkerhedsperspektiv, efter at bilen er let, er inertien under kollision lille, og bremselængden reduceres.
· Den foretrukne tilgang til automotive-letvægtning er at erstatte traditionelle bilmaterialer (stål) med letvægtsmaterialer med høj specifik styrke, såsom aluminium, magnesium, titanium osv. I 2009 nåede den globale biltitaniumvolumen op på 3,{{2} } tons. Titanium har været brugt i racerbiler i mange år. På nuværende tidspunkt bruges titaniummaterialer næsten i racerbiler. Titanium er blevet brugt i Japan i mere end 600 tons.
· Fordelene ved at bruge titanium i biler omfatter: vægtreduktion og lavere brændstofforbrug; Forbedre kraftoverførselseffekten og reducere støj; Reducer vibrationer, reducer komponentbelastningen; Forbedre køretøjets holdbarhed og miljøbeskyttelse.
· Sundhedssektoren
·
Titanium har en bred vifte af anvendelser inden for det medicinske område. Titanium er tæt på menneskelig knogle, har god biokompatibilitet og ingen toksiske bivirkninger på menneskeligt væv. Menneskelige implantater er specielle funktionelle materialer, der er tæt forbundet med menneskers liv og sundhed. Sammenlignet med andre metalmaterialer er fordelene ved at bruge titanium og titanlegeringer som følger: 1 let vægt; 2. Lavt elasticitetsmodul; 3 Ikke-magnetisk; 4 Ingen toksicitet; 5 Korrosionsbestandighed; Høj styrke og god sejhed. Mængden af titanlegeringer, der bruges i kirurgiske implantater, vokser med en hastighed på 5 %-7 % om året. Titanium og titanlegering lavet af lårbenshoved, hofteled, humerus, kranium, knæled, albueleddet, skulderled, metacarpofingerled, kæbe, hjerte, nyre, kardilatator, skinner, proteser, fastgørelseselementer og andre hundredvis af metaldele transplanteret ind i den menneskelige krop, har opnået gode resultater, er blevet vurderet højt af det medicinske samfund.
· Kemisk industri
· Titanium er meget udbredt i mange sektorer af den nationale økonomi på grund af dets fremragende korrosionsbestandighed, mekaniske egenskaber og procesegenskaber. Især i kemisk produktion anvendes titanium i stedet for rustfrit stål, nikkelbaseret legering og andre sjældne metaller som korrosionsbestandige materialer. Dette er af stor betydning for at øge produktionen, forbedre produktkvaliteten, forlænge udstyrets levetid, reducere forbruget, reducere energiforbruget, reducere omkostningerne, forhindre forurening, forbedre arbejdsforholdene og forbedre arbejdsproduktiviteten.
· Titanium er blevet et af de vigtigste anti-korrosionsmaterialer i kemisk udstyr og har etableret sin position inden for korrosionsbestandighed i kemisk udstyr. Som et ideelt materiale i kemisk udstyr tiltrækker titanium også mere og mere opmærksomhed fra ingeniører og teknikere.
· Efter flere års promovering er titanium og dets legeringer blevet meget brugt som et fremragende korrosionsbestandigt strukturelt materiale i kemisk produktion. På nuværende tidspunkt er anvendelsen af titaniumudstyr blevet udvidet fra den oprindelige soda- og kaustisk sodaindustri til chlorat, ammoniumchlorid, urinstof, organisk syntese, farvestoffer, uorganiske salte, pesticider, syntetiske fibre, kemisk gødning og finkemikalier og andre industrier, og typen af udstyr har udviklet sig fra lille og enkel til stor og diversificeret.
· Undersøgelsesresultaterne viste, at titanium varmevekslere tegnede sig for 57%, titanium anoder tegnede sig for 20%, titanium beholdere tegnede sig for 16% og andre tegnede sig for 7%. I den kemiske industri til "to alkali", den største mængde af titanium varmeveksler i kemisk udstyr.
· I de seneste år er produktionsteknologien af titaniummaterialer i Kina forbedret hurtigt. Titanium brugt i rumfart, titanium brugt i militær og titanium brugt i biler er vokset hurtigt, især inden for rumfart, med en tendens til at indhente titanium brugt i kemisk industri. Generelt er det tekniske indhold af titanium til den kemiske industri lille, produkternes merværdi er lav, og andelen af titanium til den kemiske industri vil uundgåeligt falde gradvist.
· Offshore ingeniørarbejde
· Med udviklingen af videnskab og teknologi og udtømningen af landressourcer er menneskelig udnyttelse og udnyttelse af havene blevet sat på dagsordenen. Titanium har fremragende korrosionsbestandighed over for havvand og er meget udbredt til afsaltning af havvand, skibe, havtermisk energiudvikling og havbundens ressourceudnyttelse.
· Så tidligt som i 1960'erne startede vores land anvendelsesforskningen af titanium og titanlegering i skibs- og havteknisk udstyr, og gjorde en masse arbejde, har grundlæggende dannet en række mærker, forskellige ydelser, komplette varianter og specifikationer af Marine titanlegeringssystem. På grund af egenskaberne ved titanium og titanlegering i sig selv har det unikke fordele ved anvendelsen af skibe og marineudstyr, så det er meget udbredt i atomubåde, dybt nedsænkelige, atomenergi-isbryder, hydrofoil, luftpudefartøjer, minestryger og propelpropel, havvand rørledning, kondensator, varmeveksler mv.
· Med hensyn til skibsanvendelse er mængden af titanium, der bruges til skibe i Kina, på nuværende tidspunkt meget lille, og den tegner sig for mindre end 1 % af skibenes samlede vægt. Der er et stort udviklingspotentiale inden for reservetitanium og titanlegering til skibe og søværktøj. Derudover, i havvandsafsaltning og kystkraftværker på grund af den enorme markedsefterspørgsel efter havvandsafsaltning og kystkraftværk i vores land, under forudsætning af yderligere at reducere omkostningerne til titanlegering og forbedre stabiliteten af produktkvaliteten, markedsanvendelsen udsigten til titanium vil være meget bred.
· Dagliglivet
· Titanium er meget udbredt i dagligdagen og kan beskrives som allestedsnærværende, såsom golfhoveder, cykelstel, tennisketchere, kørestole, brillestel mv.
· Anvendelsen af titanium i sportsudstyr er på grund af dets lette vægt og høje styrke gradvist udvidet fra de tidligste tennisketchere og badmintonketchere til golfhoveder, køller og racerbiler. I 2008 tegnede sportsfritid sig for 13 % af det samlede forbrug i Kina, blandt hvilke mængden af titanium brugt i golfhoveder og golfkøller alene oversteg 1,000 tons. Cykelstel lavet af titanlegering er også populære. På nuværende tidspunkt producerer næsten 50 virksomheder titanium cykler, og USA har længe været den største producent og forbruger af titanium cykler. Titaniums lette egenskaber påføres også stellet, og titanium er ikke let allergisk over for huden, og titaniums overflade kan have strålende farve efter anodisk behandling, så det har været påført stellet siden begyndelsen af 1980'erne.
I de seneste år er anvendelsen af titanium i menneskets dagligdag blevet udvidet, og udviklingshastigheden er meget hurtig, og applikationsteknologien er mere moden og perfekt. USA og Japan er førende, når det kommer til titanium til hverdagsbrug.
