· Titanium-industrieketen
· De keten van de titaniumindustrie kan in de volgende vier delen worden verdeeld:
·1. Beneficiatie van primaire mineralen zoals ilmeniet en rutiel om via fysieke methoden hogere kwaliteit concentraten te verkrijgen
·2. Door het opwerken en zuiveren van concentraat wordt hoogzuiver titaandioxide geproduceerd voor gebruik in de titaandioxide-industrie.
Titaniumspons verwijst naar de zuiverheid van 98,5%-99,7% sponsachtig metaaltitanium door titaniumtetrachchloride te reduceren met magnesium of natrium. Het is de belangrijkste grondstof voor de industriële productie van titanium. Titaniumspons is een primair product bij de productie van titaniummetaal, dat verder moet worden gegoten om titaniumstaven te verkrijgen, namelijk industrieel zuiver titanium, en vervolgens verwerkt tot het overeenkomstige titaniummateriaal of titaniumlegering.
· Bereiding van titaniumspons: Momenteel zijn er voornamelijk magnesium-thermische reductiemethoden (Kroll), natrium-thermische reductiemethoden (Hunter-methode) en gesmolten-zoutelektrolysemethoden in de industrie. De voordelen van de thermische magnesiumreductiemethode zijn dat het reductiemiddel magnesium kan worden gerecycled en dat de capaciteit van een enkele oven groot is. Daarentegen is de productkwaliteit van de thermische natriumreductiemethode beter, het gehalte aan metaalonzuiverheden is laag, maar de productiecapaciteit van de enkele oven is klein en het natriumverbruik is groot. De gesmolten-zoutelektrolysemethode bevindt zich nog in de semi-industriële testfase.
· Titaandioxide en zijn toepassingen
·
Titaandioxide (TiO2), een zeer stabiel oxide met uitstekende optische en pigmenteigenschappen, wordt voornamelijk gebruikt als wit anorganisch pigment. Het is niet giftig, de beste dekking, de beste witheid en helderheid en wordt beschouwd als de beste prestatie van een wit pigment ter wereld, dat veel wordt gebruikt in verf, plastic, papier, drukinkt, chemische vezels, rubber, cosmetica en andere industrieën.
· Er zijn twee industriële productiemethoden voor titaniumdioxide, de zwavelzuurmethode en de chloridemethode: de zwavelzuurmethode heeft een volwassen productieproces en eenvoudige apparatuur, maar het nadeel is een lang productieproces en ernstige milieuvervuiling; De chloreringstechnologie is geavanceerd, grote capaciteit, hoge productkwaliteit, witheid en deeltjesgrootteverdelingsbereik is smal, tegelijkertijd kan chloor ook worden gerecycled, het nadeel is dat de grondstoffenvereisten te streng zijn, de grondstof moet TiO2 zijn inhoud 90%-95% natuurlijke of kunstmatige rutiel- of titaniumslak.
· Zwavelzuurproces van het productieproces van titaniumdioxide
· Productieproces van gechloreerd titaandioxide
· Titaandioxide is verkrijgbaar in drie kristalvormen, namelijk rutiel, anataas en plaattitanium. Onder hen kan plaattitaan niet als pigment worden gebruikt, en het belangrijkste pigment dat in de industrie wordt gebruikt is titaandioxide van het anataastype en het rutieltype.
· Anattype titaniumdioxide heeft de voordelen van hoge zuiverheid, fijne en uniforme deeltjes, goede optische eigenschappen, sterk brekingsvermogen, hoog verkleuringsvermogen, sterk dekvermogen, lage olie-absorptie, hoge waterverspreiding, en wordt voornamelijk gebruikt in verf, inkt, chemicaliën vezel-, rubber-, glas-, cosmetica-, zeep-, plastic- en papierindustrie. Rutiel-titaandioxide heeft naast de voordelen van anataas-titaandioxide, maar ook een betere weersbestendigheid en dekkracht, voornamelijk gebruikt in geavanceerde industriële pigmenten, glanzende latexcoatings, kunststoffen, rubbermaterialen met hogere verkleuring en snelle zonvereisten, geavanceerde papiercoatinglaag en vetvrij papier. Wat de pigmentprestaties betreft, is rutiel-titaniumdioxide in de meeste gevallen beter dan anataastitaandioxide, rutiel-titaandioxide en oppervlaktecoatingproducten. In 2010 was rutieltitaandioxide in ons land goed voor 57% van het totale titaandioxide, veel minder dan 90% van het wereldniveau. In de toekomst kan het aandeel rutieltitaandioxide in ons land nog steeds beter worden verbeterd.
· Momenteel ondergaat de titaandioxide-industrie drie grote aanpassingen: (1) de mondiale groei van de titaandioxideproductie is relatief traag, en de regio Azië-Pacific, vooral de snelle groei van de titaandioxideproductie in China, de mondiale titaandioxide-industrie naar de regio Azië-Pacific, vooral in China, want de overdracht van de situatie ligt heel voor de hand; (2) Nu de prestaties van titaniumdioxide stroomafwaarts hogere eisen stellen, is de titaniumdioxidecoatingbehandeling een belangrijk middel geworden, er blijft een verscheidenheid aan speciale titaniumdioxide ontstaan, de titaniumdioxide-industrie van algemene benodigdheden naar de richting van de ontwikkeling van speciale benodigdheden zijn in opkomst; (3) Titaandioxide is verdeeld in twee soorten: het anatontype en het rutieltype. Hoewel titaandioxide van het anatontype nog steeds een deel van het marktaandeel in beslag neemt vanwege de hoge kostenprestaties, is titaandioxide van het rutieltype nog steeds de algemene trend van de toekomstige ontwikkeling van de industrie met zijn uitstekende prestaties. In de productstructuur van titaandioxide in ons land neemt het aandeel rutieltitaandioxide toe, goed voor ongeveer 57%, maar het is nog steeds veel lager dan 90% van de wereld. De productstructuur van titaniumdioxide in ons land is actief in het veranderen van de richting van rutiel titaniumdioxide. Kortom, de titaniumdioxide-industrie in ons land, vooral de speciale rutiel-titaandioxide-prospectie, is nog steeds veelbelovend.
· Toepassingen van titaniummetaal en titaniumlegeringen
· Titanium is een belangrijk structureel metaal dat in de jaren vijftig werd ontwikkeld. Titaniumlegering heeft de kenmerken van lage dichtheid, hoge specifieke sterkte, goede corrosieweerstand, lage thermische geleidbaarheid, niet-giftig en niet-magnetisch, lasbaarheid, goede biocompatibiliteit, sterke oppervlakteversiering en wordt veel gebruikt in de luchtvaart, ruimtevaart, chemie, aardolie, elektrische energie, medische, bouw-, sportartikelen en andere gebieden. Veel landen in de wereld hebben het belang van titaniumlegeringsmaterialen ingezien en hebben onderzoek en ontwikkeling uitgevoerd en in de praktijk toegepast.
· In 2011 bedroeg de mondiale consumptie van titanium in de commerciële luchtvaart 46% en militair titanium 9% (vooral de militaire luchtvaart), en bedroeg de totale consumptie van titanium in de luchtvaartsector meer dan 50%; De industriële consumptie van titanium was goed voor 43%, en de opkomende markten voor 2%.
· Er zijn duidelijke regionale verschillen in de structuur van de vraag naar titaniumproducten. In Noord-Amerika en de Europese Unie, vooral de Verenigde Staten, waar een ontwikkelde lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie bestaat, komt ongeveer 50% van de vraag naar titaniumproducten uit de lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie. In Japan domineert industrieel titanium uit de chemische en andere industrieën de vraag. Volgens de Japan Titanium Association is de lucht- en ruimtevaartsector verantwoordelijk voor slechts 2-3% van de Japanse vraag naar titanium. Net als in Japan komt het grootste deel van de Chinese vraag naar titaniumproducten uit de chemische en energiesector, waarbij de lucht- en ruimtevaart slechts 10% voor zijn rekening neemt. Hoewel China een van de grootste producenten en consumenten van dit metaal ter wereld is geworden, is de meeste productie beperkt tot titanium van lagere kwaliteit, dat wordt gebruikt in fietsframes, golfclubs of pijpen ter bescherming tegen corrosie in de chemische industrie. De afgelopen jaren is de hoeveelheid titanium die in de lucht- en ruimtevaart wordt gebruikt in Azië echter aanzienlijk toegenomen, wat aantoont dat de vooruitzichten op de titaniummarkt relatief rooskleurig zijn.
· Lucht- en ruimtevaartsector
· Titanium dat in de lucht- en ruimtevaart wordt gebruikt, is geconcentreerd in westerse landen, vooral in de Verenigde Staten, waar 60% van de titaniummaterialen op dit gebied wordt gebruikt. Aziatische landen, Japan en China zijn allemaal goed voor ongeveer 10% van de titaniumproductie op dit gebied. Met de snelle ontwikkeling van de Aziatische ruimtevaart in de afgelopen jaren zal het verbruik van titanium in de lucht- en ruimtevaartsector echter dienovereenkomstig toenemen. Vanuit mondiaal perspectief speelt de luchtvaartindustrie een beslissende rol op de titaniummarkt. Historisch gezien zijn de grote cycli van de titaniumindustrie nauw verbonden met de afkoeling en opwarming van de luchtvaartindustrie.
· In 2011 bereikte de mondiale productie van titaniummaterialen 148,000 ton, waaronder ongeveer 64,000 ton titaniummaterialen voor de commerciële luchtvaart. De vraag naar luchtvervoer is nog steeds enorm in de toekomstige mondiale economische groei, en er wordt verwacht dat de vraag naar nieuwe vliegtuigen de komende twintig jaar ongeveer 30,000 zal bedragen. Ondertussen is de vraag naar titanium van nieuwe vliegtuigen groter dan die van oude vliegtuigen. Er wordt geschat dat de gemiddelde vraag naar titanium voor commerciële vliegtuigen over twintig jaar 40 ton per vliegtuig zal bereiken; Volgens deze berekening zal de mondiale commerciële luchtvaartindustrie in de komende twintig jaar de vraag naar titaniummaterialen met ongeveer 1,2 miljoen ton doen toenemen, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van ongeveer 17% en een gemiddelde jaarlijkse stijging van 60%. 15}} ton. De titaniumindustrie in de burgerluchtvaart zal een snelle groei laten zien. Er zullen ook nieuwe kansen ontstaan in de militaire luchtvaart; Er wordt ook verwacht dat de militaire luchtvaartsector een nieuwe vraag zal zien als gevolg van de toegenomen militaire uitgaven van landen over de hele wereld als gevolg van mondiale geopolitieke spanningen.
· Civiele passagiersvliegtuigen
· De belangrijkste toepassingen van titaniumlegeringen in vliegtuigen zijn als volgt:
·(1) Het verminderen van het structurele gewicht en het verbeteren van de structurele efficiëntie: De prestaties van geavanceerde gevechtstechnologie (zoals supersonische vliegtuigen) vereisen dat het vliegtuig een relatief lage structurele gewichtsfactor heeft (dat wil zeggen het gewicht van de carrosseriestructuur/het normale startgewicht van het vliegtuig), en een titaniumlegering heeft de sterktekenmerken die dicht bij staal met gemiddelde sterkte liggen, maar een lage dichtheid, in plaats van constructiestaal en hogetemperatuurlegeringen, kunnen het gewicht van de constructie aanzienlijk verminderen, maar ook kosten besparen; Als we de motor als voorbeeld nemen, laten statistieken zien dat voor elke kilogram verminderde kwaliteit van de vliegtuigmotor de gebruikskosten met ongeveer $220-440 kunnen worden verlaagd.
·(2) Voldoe aan de vereisten voor het gebruik van onderdelen met hoge temperaturen: Titaniumlegering heeft de kenmerken van goede hittebestendigheid, zoals de veelgebruikte Ti-6Al-4V die gedurende een periode bij 350 graden kan werken lange tijd, dus bij hoge temperaturen kunnen delen van het vliegtuig (zoals de achterste romp, enz.) de aluminiumlegering vervangen die niet aan de eisen kan voldoen vanwege de prestaties bij hoge temperaturen; TC11 kan lange tijd op 500 graden werken en kan superlegeringen en roestvrij staal in het compressorgedeelte van de motor vervangen.
·(3) Voldoen aan de eisen van het matchen met composietstructuren: Om het structurele gewicht te verminderen en aan de stealth-eisen te voldoen, worden composieten veel gebruikt in geavanceerde vliegtuigen. De sterkte en stijfheid van titaniumlegeringen en composietmaterialen zijn goed op elkaar afgestemd, wat een goed gewichtsverminderingseffect kan bereiken. Tegelijkertijd is het, omdat het potentieel van de twee relatief dichtbij is, niet eenvoudig om galvanische corrosie te veroorzaken, dus moeten de overeenkomstige delen van de structurele onderdelen en bevestigingsmiddelen een titaniumlegering gebruiken.
· (4) Voldoe aan de eisen van hoge corrosieweerstand en lange levensduur: titaniumlegeringen hebben een hoge levensduur tegen vermoeiing en uitstekende corrosieweerstand, wat de corrosieweerstand en levensduur van de constructie kan verbeteren en voldoen aan de eisen van hoge betrouwbaarheid en lange levensduur van geavanceerde vliegtuigen en motoren.
· Militaire vliegtuigen
De ontwikkeling en aanschaf van militaire wapens evolueren in de richting van draagbaarheid en flexibiliteit. Om aan de gevechtsprestatie-eisen van gevechtsvliegtuigen te voldoen, is het, naast het gebruik van geavanceerde ontwerptechnologie, noodzakelijk om superieure prestatiematerialen en geavanceerde productietechnologie te gebruiken. Een van de belangrijke maatregelen is het kiezen van een groot aantal titaniumlegeringen en het verbeteren van het toepassingsniveau van geavanceerde titaniumlegeringen. Sinds de jaren zestig is de hoeveelheid titanium in buitenlandse militaire vliegtuigen jaar na jaar toegenomen. Momenteel is de hoeveelheid titaniumlegering in verschillende geavanceerde militaire gevechtsvliegtuigen en bommenwerpers ontworpen in Europa en de Verenigde Staten stabiel op meer dan 20%, en het aandeel titanium in nieuwe modellen neemt enorm toe.
· Auto-industrie
· Vermindering van het brandstofverbruik en de uitstoot van gevaarlijk afval (CO2, NOX, enz.) is een van de belangrijkste drijvende krachten en richtingen van de technologische vooruitgang in de auto-industrie geworden. Uit onderzoek blijkt dat lichtgewicht een effectieve maatregel is om brandstofbesparing en vermindering van vervuiling te realiseren. Voor elke 10% vermindering van de kwaliteit van het voertuig kan het brandstofverbruik met 8%-10% worden verminderd en de uitlaatemissies met 10% worden verminderd. Wat het rijden betreft, zijn de acceleratieprestaties van de auto verbeterd na een lichtgewicht, en zijn ook de stabiliteit van de voertuigcontrole, het geluid en de trillingen verbeterd. Vanuit het perspectief van de botsveiligheid is, nadat de auto licht van gewicht is, de traagheid tijdens een botsing klein en wordt de remweg verkort.
· De voorkeursaanpak bij het lichtgewicht maken van auto's is het vervangen van traditionele automaterialen (staal) door lichtgewicht materialen met een hoge specifieke sterkte, zoals aluminium, magnesium, titanium, enz. In 2009 bereikte het wereldwijde volume aan titanium in de auto-industrie 3,{{2} } ton. Titanium wordt al vele jaren in raceauto's gebruikt. Momenteel worden titaniummaterialen bijna gebruikt in raceauto's. Titanium wordt in Japan voor meer dan 600 ton gebruikt.
· De voordelen van het gebruik van titanium in auto's zijn onder meer: gewichtsvermindering en een lager brandstofverbruik; Verbeter het krachtoverbrengingseffect en verminder ruis; Verminder trillingen, verminder componentbelasting; Verbeter de duurzaamheid van het voertuig en de bescherming van het milieu.
· Zorgsector
·
Titanium heeft een breed scala aan toepassingen op medisch gebied. Titanium ligt dicht bij menselijk bot, heeft een goede biocompatibiliteit en heeft geen toxische bijwerkingen op menselijk weefsel. Menselijke implantaten zijn speciale functionele materialen die nauw verband houden met het menselijk leven en de gezondheid. Vergeleken met andere metalen materialen zijn de voordelen van het gebruik van titanium en titaniumlegeringen als volgt: 1 licht van gewicht; 2. Lage elastische modulus; 3 Niet-magnetisch; 4 Geen toxiciteit; 5 Corrosiebestendigheid; Hoge sterkte en goede taaiheid. De hoeveelheid titaniumlegeringen die in chirurgische implantaten wordt gebruikt, groeit met 5%-7% per jaar. Titanium en titaniumlegering gemaakt van heupkop, heupgewricht, opperarmbeen, schedel, kniegewricht, ellebooggewricht, schoudergewricht, metacarpofingergewricht, kaak, hart, nier, vasculaire dilatator, spalken, prothesen, bevestigingsmiddelen en andere honderden metalen onderdelen getransplanteerd in het menselijk lichaam, heeft goede resultaten geboekt en is door de medische gemeenschap hoog gewaardeerd.
· Chemische industrie
· Titanium wordt veel gebruikt in veel sectoren van de nationale economie vanwege zijn uitstekende corrosieweerstand, mechanische eigenschappen en proceseigenschappen. Vooral bij de chemische productie wordt titanium gebruikt in plaats van roestvrij staal, nikkellegeringen en andere zeldzame metalen als corrosiebestendige materialen. Dit is van groot belang om de productie te verhogen, de productkwaliteit te verbeteren, de levensduur van apparatuur te verlengen, het verbruik terug te dringen, het energieverbruik terug te dringen, de kosten te verlagen, vervuiling te voorkomen, de arbeidsomstandigheden te verbeteren en de arbeidsproductiviteit te verbeteren.
· Titanium is een van de belangrijkste corrosiewerende materialen in chemische apparatuur geworden en heeft zijn positie op het gebied van corrosiebestendigheid in chemische apparatuur gevestigd. Als ideaal materiaal in chemische apparatuur trekt titanium ook steeds meer aandacht van ingenieurs en technici.
· Na jaren van promotie worden titanium en zijn legeringen op grote schaal gebruikt als uitstekend corrosiebestendig structuurmateriaal bij de chemische productie. Momenteel is de toepassing van titaniumapparatuur uitgebreid van de initiële soda- en natronloogindustrie naar chloraat, ammoniumchloride, ureum, organische synthese, kleurstoffen, anorganische zouten, pesticiden, synthetische vezels, chemische meststoffen en fijne chemicaliën en andere industrieën. en het type apparatuur heeft zich ontwikkeld van klein en eenvoudig tot groot en gediversifieerd.
· Uit de onderzoeksresultaten bleek dat titaniumwarmtewisselaars 57% voor hun rekening namen, titaniumanodes 20%, titaniumvaten 16% en andere 7%. In de chemische industrie tot "twee alkali", de grootste hoeveelheid titanium warmtewisselaar in chemische apparatuur.
· De afgelopen jaren is de productietechnologie van titaniummaterialen in China snel verbeterd. Titanium dat in de lucht- en ruimtevaart wordt gebruikt, titanium dat in het leger wordt gebruikt en titanium dat in auto's wordt gebruikt, is snel gegroeid, vooral op het gebied van de lucht- en ruimtevaart, met een trend om het titanium dat in de chemische industrie wordt gebruikt, in te halen. Over het algemeen is het technische gehalte van titanium voor de chemische industrie klein, is de toegevoegde waarde van producten laag en zal het aandeel titanium voor de chemische industrie onvermijdelijk geleidelijk afnemen.
· Offshore-techniek
· Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie en de uitputting van de hulpbronnen op het land is de menselijke uitbuiting en het gebruik van de oceanen op de agenda komen te staan. Titanium heeft een uitstekende corrosieweerstand tegen zeewater en wordt veel gebruikt bij de ontzilting van zeewater, schepen, de ontwikkeling van thermische energie in de oceaan en de exploitatie van hulpbronnen op de zeebodem.
· Al in de jaren zestig begon ons land met het toepassingsonderzoek van titanium en titaniumlegeringen in scheeps- en oceaanbouwapparatuur, en heeft veel werk verricht, in feite een aantal merken, verschillende prestaties, complete variëteiten en specificaties van Marine gevormd systeem van titaniumlegering. Vanwege de eigenschappen van titanium en titaniumlegering zelf, heeft het unieke voordelen bij de toepassing van schepen en maritieme uitrusting, dus wordt het veel gebruikt in kernonderzeeërs, diepe onderzeeërs, ijsbrekers met atoomenergie, draagvleugelboten, hovercrafts, mijnenvegers en propellers, zeewater pijpleiding, condensor, warmtewisselaar, enz.
· Wat de toepassing op schepen betreft, is de hoeveelheid titanium die voor schepen in China wordt gebruikt momenteel zeer klein: minder dan 1% van het totale gewicht van schepen. Er is een groot ontwikkelingspotentieel op het gebied van reserve-titanium en titaniumlegeringen voor schepen en zeegereedschap. Bovendien is bij de ontzilting van zeewater en kustenergiecentrales, als gevolg van de enorme marktvraag naar ontzilting van zeewater en kustenergiecentrales in ons land, op voorwaarde dat de kosten van titaniumlegeringen verder worden verlaagd en de stabiliteit van de productkwaliteit wordt verbeterd, de markttoepassing Het vooruitzicht op titanium zal zeer breed zijn.
· Dagelijks leven
· Titanium wordt veel gebruikt in het dagelijks leven en kan worden omschreven als alomtegenwoordig, zoals golfhoofden, fietsframes, tennisrackets, rolstoelen, brilmonturen, enz.
· De toepassing van titanium in sportartikelen vanwege het lichte gewicht en de hoge sterkte heeft zich geleidelijk uitgebreid van de eerste tennisrackets en badmintonrackets tot golfheads, clubs en raceauto's. In 2008 was vrijetijdssport goed voor 13% van de totale consumptie in China, waarbij alleen al de hoeveelheid titanium die in golfkoppen en clubs werd gebruikt meer dan 1,000 ton bedroeg. Ook fietsframes van titaniumlegering zijn populair. Momenteel produceren bijna 50 bedrijven titaniumfietsen, en de Verenigde Staten zijn lange tijd de grootste fabrikant en consument van titaniumfietsen geweest. De lichtgewichteigenschappen van titanium worden ook op het frame toegepast, en titanium is niet gemakkelijk allergisch voor de huid, en het oppervlak van titanium kan na een anodische behandeling een schitterende kleur krijgen, dus wordt het sinds het begin van de jaren tachtig op het frame aangebracht.
De afgelopen jaren is de toepassing van titanium in het dagelijks leven van de mens toegenomen, is de ontwikkelingssnelheid erg snel en is de toepassingstechnologie volwassener en perfecter. De Verenigde Staten en Japan lopen voorop als het gaat om titanium voor dagelijks gebruik.
