مبانی احیای ترموشیمیایی تترا کلراید تیتانیوم(مقاله به همراه ترجمه)

31 صفحه متن انگلیسی به صورت pdf و ترجمه به صورت pdf 

نمونه متن:

1. تحولات تاریخی در تولید فلز تیتانیوم [1]

استخراج فلز تیتانیوم (Ti) به دلیل تمایل شیمیایی بسیار قوی آن به اکسیژن دشوار بوده است. L.F. Nilson و O. Petterson در سال 1887 95% فلز Ti خالص را تولید کردند]2-4[، تقریباً 100 سال پس از کشف عنصر در سال 1791 (شکل 5.1). در این فرآیند، اکسید Ti () ابتدا با گاز کلر ()تحت یک اتمسفر مونوکسید کربن (CO  )کلر شد تا تتراکلرید Ti    به دست آید، که متعاقباً توسط فلز سدیم (Na )به فلز Ti تبدیل شد [4] .

در سال 1910، M.A. Hunter با کاهش TiCl4 با Na در یک استوانه فولادی با موفقیت 99٪ فلز Ti خالص را تولید کرد [5]. از این رو، فرآیند کاهش با استفاده از Na به عنوان یک احیاکننده به عنوان فرآیند هانتر (صید) شناخته می شود. در مرحله اولیه توسعه این فرآیند، خلوص فلزی به استثنای عناصر گازی 99.9٪ بود، اگرچه فلز به‌دست‌آمده به دلیل آلودگی احتمالی توسط مقدار زیادی اکسیژن، شکننده و گرم بود. فرآیند هانتر (صید) در دهه 1950 تجاری شد و تا سال 1993 برای تولید انبوه مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1925،A.E. ون آرکل و J.H. دی بوئر با استفاده از واکنش عدم تناسب (تجزیه گاز) یدیدهای Ti خام ( موفق به تولید Ti بسیار خالص شد [6]. تیتانیم با خلوص بالا به‌دست‌آمده، محتوای اکسیژن کم و کارآمد در سرما بود. این روش با نام فرآیند ید و فرآیند ون آرکلید بوئر شناخته می شود. علیرغم بهره وری پایین آن، این فرآیند برای تولید تیتانیم بسیار خالص برای صنعت نیمه هادی استفاده شد [7،8].

در سال 1940، W. Kroll از لوکزامبورگ فرآیندی را برای تولید فلز Ti ایجاد کرد که در آن  با فلز منیزیم (Mg  )احیا می شود [9]. اداره معادن ایالات متحده این فرآیند را برای تولید در مقیاس بزرگ بهبود داد و توسعه داد و در سال 1948، فلز Ti برای اولین بار به بازار معرفی شد (شکل 5.1). این فرآیند کاهش  با منیزیم، که به آن فرآیند کرول(kroll )گفته می شود، یکی از متداول ترین فرآیندهای ذوب تیتانیم است.