Pam mae titaniwm mor ddrud?

Gwyddom i gyd fod titaniwm yn ddrud, ond pam ei fod yn ddrud? Mae'r deunyddiau crai yn ddrud, hynny yw, mae titaniwm sbwng yn ddrud. Wrth siarad am aloion titaniwm a thitaniwm, mae'n rhaid i ni sôn am ditaniwm sbwng. Sbwng titaniwm yw'r deunydd crai ar gyfer cynhyrchu titaniwm a aloion titaniwm. Heb titaniwm sbwng, ni fyddai aloion titaniwm a thitaniwm.

Daw titaniwm sbwng yn bennaf o ddau fath o fwynau:

1) Mae Rutile yn fwyn melyn i frown cochlyd, a'i brif gydran yw TiO2, ac mae hefyd yn cynnwys rhywfaint o haearn, niobium a tantalwm.

2) Ilmenite, y fformiwla moleciwlaidd damcaniaethol yw FeTi03, y mae cynnwys damcaniaethol TiO2 yn 52.63%. Gellir ystyried Ilmenite ei natur fel hydoddiant solet sy'n cynnwys FeO-TiO2 ac ocsidau amhuredd eraill.

Ym 1940, defnyddiodd y gwyddonydd o Lwcsembwrg WJKroll magnesiwm i leihau TiCl4 i gynhyrchu titaniwm pur. Ers hynny, mae dull lleihau magnesiwm (a elwir hefyd yn ddull Kroll) a dull lleihau sodiwm (a elwir hefyd yn ddull Hunter) wedi dod yn brif ddulliau diwydiannol ar gyfer cynhyrchu titaniwm sbwng. Sylwch fod y cynhyrchiad yma yn "titaniwm sbwng" a elwir hefyd yn "titaniwm mandyllog". Mae'r broses gynhyrchu o sbwng titaniwm yn cynnwys y camau canlynol yn bennaf: ilmenite - mwyngloddio - gwisgo mwyn - canolbwyntio titaniwm - cyfoethogi - deunydd cyfoethog titaniwm - clorineiddio - mireinio TiC crai 1 - - TiC pur 1 - lleihau magnesiwm - mathru - dosbarthu - cymysgu - sbwng titaniwm.

Mae'r pedair proses arall isod yn brosesau allweddol.

1) Proses clorineiddio: Dyma'r prif gam wrth gynhyrchu titaniwm tetraclorid. Mae dulliau penodol yn cynnwys clorineiddio berwi, clorineiddio halen tawdd a chlorineiddiad ffwrnais fertigol. Clorineiddiad berwi yw'r dull a ddefnyddir amlaf ar hyn o bryd. Trwy weithrediad tymheredd uchel a nwy clorin, mae deunydd cyfoethog titaniwm yn adweithio ag asiant lleihau carbonaidd solet i gynhyrchu tetraclorid titaniwm. Mae clorineiddio halen tawdd a chlorineiddiad ffwrnais fertigol yn defnyddio cyfrwng halen tawdd a ffwrnais clorineiddio fertigol ar gyfer adwaith clorineiddio yn y drefn honno.

2) Proses fireinio: Mae angen mireinio a phuro tetraclorid titaniwm i gael gwared ar amhureddau pwynt berwi uchel ac iselbwynt. Mae dulliau mireinio a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys dulliau distyllu a chemegol. Mae'r dull distyllu yn defnyddio twr distyllu falf arnofio effeithlon, tra bod y dull cemegol yn defnyddio powdr alwminiwm i gael gwared ar vanadium a dulliau eraill.

3) Proses lleihau-distyllu: Mae tetraclorid titaniwm mireinio yn adweithio â metel magnesiwm tawdd ar dymheredd uchel i gynhyrchu metel titaniwm tebyg i sbwng a magnesiwm clorid tawdd. Yna, mae'r magnesiwm clorid a'r magnesiwm gormodol yn y sbwng titaniwm yn cael eu tynnu trwy ddistylliad gwactod i gael titaniwm pur.

4) Proses magnesiwm electrolytig: Mae magnesiwm electrolytig yn un o'r camau allweddol wrth gynhyrchu sbwng titaniwm. Mae celloedd electrolytig amlbegynol a chelloedd electrolytig magnesiwm di-ran yn cael eu defnyddio'n eang dramor, tra bod technoleg ddomestig yn gymharol yn ôl, gan arwain at ddefnydd pŵer uchel a defnydd clorin. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ffatrïoedd domestig newydd wedi mabwysiadu celloedd electrolytig datblygedig ar raddfa fawr yn raddol, sydd wedi gwella technoleg cynhyrchu a lleihau costau.

Cyrhaeddodd pris sbwng titaniwm deunydd crai US$2,700/tunnell yn 2005 a 2006. Yn ddiweddarach, gyda datblygiad dagfeydd technegol mewn deunyddiau crai, clorineiddio, mireinio ac electrolysis o gynhyrchu sbwng titaniwm. Tua 2017, addaswyd pris sbwng titaniwm i US $ 1,100 / tunnell. Hyd at 2024, roedd pris sbwng titaniwm yn dangos tuedd o "agor yn uchel a mynd yn isel". Roedd pris sbwng titaniwm yn uchel ar ddechrau'r flwyddyn, ond gyda newidiadau yng nghyflenwad a galw'r farchnad, gostyngodd y pris yn raddol. Hyd yn hyn, mae pris sbwng titaniwm wedi gostwng tua $7,000/tunnell, gan gyrraedd isafbwynt hanesyddol newydd.

Hyd yn oed ar ei bwynt isaf, mae pris sbwng titaniwm yn dal i fod yn $ 6/kg. Oherwydd bod sbwng titaniwm yn ddrud, mae aloion titaniwm a thitaniwm yn ddrud. Mae'r broses gynhyrchu a mireinio o sbwng titaniwm yn gymhleth iawn. Mae'r broses gynhyrchu hefyd yn gofyn am offer tymheredd uchel sy'n defnyddio llawer o ynni ac amgylchedd gwactod. Mae'r cynnydd mewn costau ynni hefyd yn effeithio'n uniongyrchol ar ei bris uchel. Mae hyn yn golygu bod pris aloion titaniwm yn parhau'n uchel.

Tagiau poblogaidd: pam mae titaniwm mor ddrud ?, Tsieina pam mae titaniwm mor ddrud? gweithgynhyrchwyr, cyflenwyr, ffatri