Charakteristika titanu

Titan je lehký stříbrně-bílý kov s unikátním sadem fyzikálně-chemických vlastností. Jeho hustota činí 4,5 g/cm³, co je téměř dvojnásobně lehčí než ocel, ale jeho pevnost je srovnatelná s vysoce pevnými slitinami oceli. Teplota tání titanu je 1668 °C, teplota varu 3260–3300 °C.

Titan má vysokou korozionální odolnost díky pevné oxidní vrstvě na povrchu. Je odolný vůči účinku mořské vody, kyselin, zásad a chloridů. Kov je biokompatibilní a nemagnetický, což rozšiřuje oblasti jeho použití. Při ohřevu nad 600 °C titan aktivně reaguje s kyslíkem, proto se roura provádí v vakuu nebo inertním prostředí.

Podle rozšíření v zemské kůře zaujímá titan čtvrté místo mezi konstrukčními kovy, za ním následují pouze hliník, železo a hořčík. Hlavní minerály jsou ilmenit a rutil.

Užití titanu

Aeronautika a kosmonautika

Titan se široce používá v leteckém a kosmickém průmyslu. Z něj se vyrábějí díly motorů, lopatky turbín, prvky trupu, spojovací prvky a konstrukční prvky. Vysoká specifická pevnost umožňuje snížit hmotnost leteckých vozidel. Slitiny s hliníkem, vanadiem, zirkoniem a molibdenem se používají v uzlech pracujících při vysokých teplotách.

Medicína

díky své biokompatibilitě se titan používá k výrobě implantátů: umělejších kloubů, zubních implantátů, kostních desk, šroubů a chirurgických nástrojů. Titan nezpůsobuje odmítání a alergické reakce, a porézní povrch podporuje růst kostní tkáně.

Chemický a nafta-gazový průmysl

Korozionální odolnost titanu činí z něj nepostradatelný pro výrobu reaktorů, výměníků tepla, potrubí a čerpadel pracujících v agresivních prostředích. Je odolný vůči kyselinám, chloridům a dalším korozionálním látkám.

Lodní doprava

Titan se používá k vytváření trupů lodí, čerpadel a dalších prvků, které jsou vystaveny účinku mořské vody. Kov nekoroduje v mořské vodě, což prodlužuje životnost lodí.

Jaderná energetika

Titan se používá k výrobě potrubí, výměníků tepla a jiného vybavení jaderných elektráren. Jeho odolnost vůči radiaci a korozii zajišťuje spolehlivost prvků jaderných reaktorů.

Výroba titanu

Výroba titanu je složitý a energeticky náročný proces, zahrnující několik etap:

• Chlorování rudy. Ilmenit nebo rutil se ošetřuje chlorem v přítomnosti uhlíku, získává se tetrachlorid titanu (TiCl₄).
• Obnova. Tetrachlorid se obnovuje hliníkem (magnetotermický proces) nebo sodem, získává se titanová houba.
• Peremlava. Houbu peremlává ve vákuových dугových pecích pro získání slitek.
• Legování. Pro získání slitin s požadovanými vlastnostmi se přidávají hliník, vanadium, molibden a další prvky.

Hlavní technologie výroby jsou magnetotermický proces (Krollův proces) a sodotermický. Moderní výzkum je zaměřen na snížení energetické náročnosti a zlevnění výroby, včetně vývoje nových slitin a práškových technologií.

Státy těžící titan

Světový trh s titánovým surovinami je charakterizován vysokou koncentrací výroby v několika zemích. Vedoucími v těžbě titánových koncentrátů jsou:

• Čína — největší producent, který zajišťuje přibližně 34–35% světové výroby.
• Austrálie — druhý největší producent, podíl činí 14–17%.
• Mozambik — přibližně 11–12% světové výroby.
• Jižní Afrika — podíl přibližně 9%.
• Indie — přibližně 7–8%.
• Sénégal — přibližně 4–5%.
• Ukrajina — až 4–5% (podíl se v posledních letech snížil).

Další významní producenti jsou Vietnam, Kanada, USA, Rusko, Norsko a Brazílie. V roce 2020 se objem světové výroby titánového koncentrátu odhaduje na 7–8 milionů tun.

Největší ložiska ilmenitových rud se nacházejí v Austrálii, Číně, Indii, Jižní Africe a Brazílii. Ložiska rutilu jsou převážně v Austrálii, Indii a Jižní Africe.

V Rusku jsou hlavními producenty podniky na Uralu a v Sibiři, a rovněž se vyvíjí Tuganské ložisko v Tomské oblasti.
© elibrary.cz

Permanent link to this publication: