Voľnosti titánu

Titán je ľahký sivastý biele kov s unikátnym zbierkom fyzikálnych a chémických vlastností. Jeho hustota je 4,5 g/cm³, čo je asi dvakrát ľahšie ako oceľ, ale jeho pevnosť je porovnateľná s vysokopevnostnými oceľovými legurami. Teplota tavenia titánu je 1668 °C, teplota varu je 3260–3300 °C.

Titán má vysokú koroziu odolnosť thankslingu tvrdého oxidného pláště na povrchu. Je odolný voči vplyvu morskej vody, kyselín, zásad a chlóriddov. Kov je biokompatibilný a nemagnetický, čo rozširuje oblasti jeho použitia. Pri ohrievaní nad 600 °C titán aktívne reaguje s kyslíkom, takže tavenie sa vykonáva vo vákume alebo inertnej prostredí.

Podľa rozšírenosti v zemskom povrchu titán zaujímá štvrté miesto medzi konštrukčnými kovy, za ním stojí len hliník, železo a magnézium. Hlavné minerály sú ilmenit a rutil.

Použitie titánu

Letectvo a kozmos

Titán sa široko používa v leteckej výrobe a v raketo-kozmickej priemysle. Z neho sa vyrábajú časti motorov, lopatky turbín, prvky trupu, upevňovacie prvky a konštrukčné prvky. Vysoká specifická pevnosť umožňuje znížiť hmotnosť lietadiel. Legúry s hliníkom, vanádiom, zirkóniom a molíbdénom sa používajú v uzloch pracujúcich pri vysokých teplotách.

Liečba

Dĺhdy vďaka biokompatibilite sa titán používa na výrobu implantátov: umelých kolen, zubných implantátov, kostných destičiek, šrafov a chirurgických nástrojov. Titán nevyvoláva odlúčenie a alergické reakcie, a poroznatá povrchová vrstva podporuje vрастanie kostnej tkáne.

Chémická a utečovacia priemysel

Koroziu odolnosť titánu robí z neho neodkladný materiál pre výrobu reaktorov, výmenov tepla, potrubí a čerpadiel, ktoré pracujú v agresívnych prostredíach. Je odolný voči kyselinám, chlóriddom a iným koroziu látкам.

Lodníctvo

Titán sa používa na vytváranie trupov lodí, remenových valcov a iných prvkov, ktoré sú vystavené vplyvu morskej vody. Kov sa v morskej vode nekorozuje, čo predĺžuje životnosť lodí.

Atomová energia

Titán sa používa na výrobu potrubí, výmenov tepla a iného vybavenia jadrových elektráren. Jeho odolnosť voči radiácii a korozií zabezpečuje bezpečnosť prvokov jadrových reaktorov.

Produkcia titánu

Produkcia titánu je komplexný a energeticky náročný proces, ktorý zahŕňa niekoľko etap:

• Chlorovanie rudy. Ilmenit alebo rutil sa upravuje chlórkom v prítomnosti uhlíka, čo viede k získaniu tetrachlóru titánu (TiCl₄).
• Obnova. Tetrachlór sa obnovuje magnéziom (magnietermický spôsob) alebo natriom, čo viede k získaniu titánovej gums.
• Peremlávka. Gumu sa prepevuje v vakuumových ľahkých pekách na získanie sltiekov.
• Legovanie. Pre získanie legúr s požadovanými vlastnosťami sa pridáva hliník, vanádius, molíbdén a iné prvky.

Hlavné technológie výroby sú magnietermický spôsob (Krola) a natrietermický. Moderné výskumy sa smerujú na zníženie energetických nárokov a zľavnenie výroby, včetne vývoja nových legúr a práškových technológií.

Štáty, ktoré ťažia titán

M svetový trh s titánovým surovinou je charakterizovaný vysokou koncentraciou výroby v niekoľkých štátoch. Vodcami v ťažení titánových koncentrátov sú:

• Čína — najväčší producent, ktorý zabezpečuje asi 34–35% svetového výroby.
• Austrália — druhý najväčší producent, jeho dôľa je 14–17%.
• Mozambik — asi 11–12% svetového výroby.
• Južná Afrika — dôľa asi 9%.
• India — asi 7–8%.
• Senegal — asi 4–5%.
• Ukrajina — do 4–5% (dôľa sa v posledných rokoch zmenšila).

Iné významné producenti sú Vietnam, Kanada, USA, Rusko, Nórsko a Brazília. V roku 2020 sa objem svetového výroby titánového koncentрата odhaduje na 7–8 miliónov ton.

Najväčšie ložiská ilmenitových rúd sa nachádzajú v Austrálii, Číne, Indii, Južnej Afrike a Brazílii. Ložiská rutílu sú sústredené predovšetkým v Austrálii, Indii a Južnej Afrike.

V Rusku sú hlavnými producentmi podniky na Urale a v Sibíri, tiež sa vyhľadáva Tuganské ložisko v Tomskej oblasti.
© elibrary.cz

Permanent link to this publication: