Способы получения титана

Помимо магнийтермического способа получения титана в аппаратах периодического действия, широкого применяемого в мировой практике, существуют и другие. Важным является производство титана натриетермическим способом, используемым за рубежом, в частности в Англии. Этот способ обоснован на следующей экзотермической (т. е., проходящей с выделением тепла) реакции:

TiCl4 (Г) + 4Na (Ж) = Ti (ТВ) + 4NaCl (Ж) + Q.

Натриетермический способ имеет определенные преимущества перед магнийтермическим:

• — легкость транспортировки натрия вследствие низкой (98°С) температуры его плавления;
• — высокая скорость реакции восстановления и прохождение ее со 100%-ным коэффициентом использования натрия;
• — отсутствие сложного и энергоемкого передела вакуумной дистилляции;
• — возможность ведения непрерывного процесса и др.

Вместе с тем этому методу свойственны существенные недостатки. Натрий — очень высокоактивное вещество: на воздухе он быстро окисляется, а с водой реагирует со взрывом.

Всё это требует соблюдения специальных мер безопасности. Отрицательными сторонами метода также являются высокая экзотермичность процесса восстановления, большой объем восстановителя и продуктов реакции, что приводит к необходимости применения громоздкой аппаратуры. Из других способов производства титана известны восстановление двуокиси титана кальцием по реакции:

TiО2 + 2Са = Ti + 2СаО Гидридом кальция по реакции:

TiО2 + 2СаО + 2Н2.

Интересен йодный метод, с помощью которого может быть получен высокочистый титан:

TiJ4 = Ti + 2J2.

Все эти способы применяются ограниченно и по своим масштабам значительно уступают магниеи натриетермическому способам. Весьма перспективным является электролитический способ получения титана. Главное его преимущество — отсутствие металлического восстановителя. Достигнуты значительные успехи по разработке и совершенствованию этого метода. Идея метода уже используется в промышленной практике при электролитическом рафинировании титана (например, некачественного губчатого титана, отходов плавки титана и его сплавов).

В этом процессе анодом служит загрязненный титан, погруженный в расплав электролита. Последний содержит хлориды щелочных металлов и низшие хлориды титана (TiCl2, TiCl3). При электролизе, проходящем при 800−850°С, титан переходит в электролит и осаждается на катоде. Катодный осадок после гидрометаллургической обработки, просеивания служит отличным сырьем для порошковой металлургии.