Framleiðsla á Sponge Titanium með Magnesium Thermal Reduction

Svampkennda málmtítanið sem framleitt er með hitauppstreymi úr málmmagnesium er kallað "svamptítan". Hreinleikaprósenta (massi) títansvamps er yfirleitt 99,1 til 99,7. Heildarhlutfall óhreinindaþáttar (massi) er 0.3-0.9, óhreinindaþáttar súrefnishlutfall (massi) er 0.06-0.20, og hörku ( HB) er 100-157. Samkvæmt mismunandi hreinleika er því skipt í fimm flokka frá WHTiO til MHTi4.

Svamptítan er helsta hráefnið til framleiðslu á iðnaðar títan málmblöndur og framleiðsla þess er grunnhlekkur títaniðnaðarins. Það er hráefni úr títanefni, títandufti og öðrum títanhlutum. Breyttu ilmeníti í títantetraklóríð, settu það í lokaðan ryðfrítt stáltank, fylltu það með argon gasi, láttu þá hvarfast við málmmagnesíum og fáðu "títansvamp". Ekki er hægt að nota þennan gljúpa „títansvamp“ beint og verður að bræða hann í vökva í rafmagnsofni áður en hann er steyptur í títanhleifar.

Magnetothermal framleiðsla á títansvampi: Títan, sem frumefni, var uppgötvað í járngrýti árið 1791 af séra William Gregor, enskum presti og steinefnafræðingi. Þar sem títan hefur mikla sækni við frumefni eins og súrefni, köfnunarefni, kolefni og vetni, og hvarfast við flest eldföst efni við háan hita, er útdráttarferlið títanmálms mjög flókið og erfitt. Fram til ársins 1910 hitaði Matthew A. Hunter frá Rensselaer Polytechnic Institute í Bandaríkjunum títantetraklóríð og natríum í 700-800 gráður á Celsíus til að vinna út títan með miklum hreinleika. Þessi aðferð er kölluð Hunter's method. . Hins vegar var notkun á títan takmörkuð við rannsóknarstofuna á þeim tíma. Það var ekki fyrr en 1932 sem William Justin Kroll sýndi fram á að hægt væri að vinna títan með því að minnka títantetraklóríð með magnesíum. Átta árum síðar bætti hann ferlið, notaði magnesíum og jafnvel natríum til að draga úr títan, aðferð sem varð þekkt sem Kroll ferlið, eða magnesíuferlið. Magnesíum hitauppstreymi aðferð er sem stendur mest notaða títan framleiðsluaðferðin í heiminum. Með því er hægt að fjöldaframleiða títanmálm og komast inn í raðir nútíma verkfræðiefna.

Meginreglan um að framleiða svamptítan með magnesíumaðferðinni er: í argon andrúmslofti við 880 gráður -950 gráður, gengst hreinsað títantetraklóríð undir afoxunarhvörf við málmmagnesíum til að fá svampkennt málmtítan og magnesíumklóríð, og magnesíumklóríðið er losað úr niðurskurðarofninum. Tómarúmeiming er notuð til að fjarlægja magnesíumklóríð sem eftir er og umfram magnesíum í svitaholum títansvampsins til að fá títansvamp. Ferlið við að framleiða svamptítan málmblöndu með magnesíum hitauppstreymi er sem hér segir:

Aukaafurðin magnesíumklóríð sem framleitt er í afoxunarhvarfinu með því að nota málmmagnesíum sem afoxunarefni í magnesíumhitaaðferðinni er endurheimt með rafgreiningu til að endurheimta magnesíum og klór. Magnesíum heldur áfram að taka þátt í afoxunarhvarfinu og klórgas er flutt á gróðurverkstæðið til endurvinnslu. Eftir að eimingarþéttingin er brætt er magnesíumklóríðið losað og hægt er að nota magnesíum sem eftir er sem magnesíumafoxunarefni til að halda áfram að taka þátt í magnesíumhitaframleiðsluferlinu. Þess vegna er endurvinnsla á málmi magnesíum og klór að veruleika við framleiðslu á magnesíumoxíði. Endurvinnsla magnesíumklórgass dregur úr umhverfismengun við framleiðslu á títansvampi og dregur úr orkunotkun framleiðslunnar.