Warum ist Titan so teuer?

Wir alle wissen, dass Titan teuer ist, aber warum ist es teuer? Die Rohstoffe sind teuer, das heißt Titanschwamm ist teuer. Wenn wir von Titan und Titanlegierungen sprechen, müssen wir Schwammtitan erwähnen. Titanschwamm ist der Rohstoff für die Herstellung von Titan und Titanlegierungen. Ohne Schwammtitan gäbe es kein Titan und keine Titanlegierungen.

Titanschwamm besteht hauptsächlich aus zwei Arten von Mineralien:

1) Rutil ist ein gelbes bis rotbraunes Mineral, dessen Hauptbestandteil TiO2 ist und das außerdem einen gewissen Anteil an Eisen, Niob und Tantal enthält.

2) Ilmenit, die theoretische Summenformel ist FeTi03, wovon der theoretische Gehalt an TiO2 52,63 % beträgt. Ilmenit kann in der Natur als eine feste Lösung angesehen werden, die aus FeO-TiO2 und anderen Verunreinigungsoxiden besteht.

Im Jahr 1940 nutzte der luxemburgische Wissenschaftler WJKroll Magnesium, um TiCl4 zu reduzieren und so reines Titan herzustellen. Seitdem sind die Magnesiumreduktionsmethode (auch als Kroll-Methode bekannt) und die Natriumreduktionsmethode (auch als Hunter-Methode bekannt) zu den wichtigsten industriellen Methoden zur Herstellung von Titanschwamm geworden. Bitte beachten Sie, dass es sich hier um „Schwammtitan“ handelt, auch „poröses Titan“ genannt. Der Produktionsprozess von Titanschwamm umfasst hauptsächlich die folgenden Schritte: Ilmenit – Abbau – Erzaufbereitung – Titankonzentrat – Anreicherung – titanreiches Material – Chlorierung – Roh-TiC1 --Raffinierung – reine TiC1 --Magnesiumreduktion – Zerkleinern – Klassieren – Mischen – Titanschwamm.

Die anderen vier Prozesse unten sind Schlüsselprozesse.

1) Chlorierungsprozess: Dies ist der Hauptschritt bei der Herstellung von Titantetrachlorid. Zu den spezifischen Methoden gehören die Siedechlorierung, die Chlorierung mit geschmolzenem Salz und die Chlorierung im vertikalen Ofen. Die Kochchlorierung ist derzeit die am häufigsten angewandte Methode. Durch die Einwirkung von hoher Temperatur und Chlorgas reagiert titanreiches Material mit festem kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel unter Bildung von Titantetrachlorid. Bei der Chlorierung mit geschmolzenem Salz und bei der Chlorierung mit vertikalem Ofen wird ein Medium mit geschmolzenem Salz bzw. ein vertikaler Chlorierungsofen für die Chlorierungsreaktion verwendet.

2) Raffinierungsprozess: Titantetrachlorid muss raffiniert und gereinigt werden, um Verunreinigungen mit hohem und niedrigem Siedepunkt zu entfernen. Zu den häufig verwendeten Raffinierungsmethoden gehören Destillation und chemische Methoden. Die Destillationsmethode verwendet einen effizienten Destillationsturm mit schwimmendem Ventil, während die chemische Methode Aluminiumpulver zur Entfernung von Vanadium und andere Methoden verwendet.

3) Reduktions-Destillationsprozess: Raffiniertes Titantetrachlorid reagiert mit geschmolzenem Magnesiummetall bei hoher Temperatur, um schwammartiges Titanmetall und geschmolzenes Magnesiumchlorid zu erzeugen. Anschließend werden das Magnesiumchlorid und überschüssiges Magnesium im Titanschwamm durch Vakuumdestillation entfernt, um reines Titan zu erhalten.

4) Elektrolytisches Magnesiumverfahren: Elektrolytisches Magnesium ist einer der Schlüsselschritte bei der Herstellung von Titanschwamm. Multipolare Elektrolysezellen und trennwandlose Magnesium-Elektrolysezellen werden im Ausland häufig eingesetzt, während die inländische Technologie relativ rückständig ist, was zu einem hohen Stromverbrauch und Chlorverbrauch führt. In den letzten Jahren haben neue inländische Fabriken nach und nach fortschrittliche Großelektrolysezellen eingeführt, was die Produktionstechnologie verbessert und die Kosten gesenkt hat.

Der Preis für den Rohstoff Titanschwamm erreichte 2005 und 2006 2.700 US-Dollar pro Tonne. Später, mit dem Durchbruch technischer Engpässe bei Rohstoffen, Chlorierung, Raffination und Elektrolyse bei der Titanschwammproduktion. Um das Jahr 2017 herum wurde der Preis für Titanschwamm auf 1.100 US-Dollar/Tonne angepasst. Bis 2024 zeigte der Preis für Titanschwamm einen Trend von „eröffnet hoch und sinkt niedrig“. Der Preis für Titanschwamm war zu Beginn des Jahres hoch, aber mit Veränderungen in Marktangebot und -nachfrage sank der Preis allmählich. Bisher ist der Preis für Titanschwamm um etwa 7,{9}}$/Tonne gefallen und hat einen neuen historischen Tiefstand erreicht.

Selbst an seinem niedrigsten Punkt beträgt der Preis für Titanschwamm immer noch 6 $/kg. Da Titanschwamm teuer ist, sind Titan und Titanlegierungen teuer. Der Herstellungs- und Veredelungsprozess von Titanschwamm ist sehr kompliziert. Der Produktionsprozess erfordert außerdem Hochtemperatur-Geräte mit hohem Energieverbrauch und eine Vakuumumgebung. Der Anstieg der Energiekosten wirkt sich auch direkt auf den hohen Preis aus. Dadurch bleiben die Preise für Titanlegierungen hoch.

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