Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Перспективы производства дешёвого титана электролизом его диоксида в расплавленных солях.

Аватар пользователя Андрей Владимирович Балихин

    Несмотря на высокие конструкционные свойства титана и его сплавов, во многом превосходящие материалы на основе стали, его использование в различных областях техники ограничено десятками тысяч тонн в год и является оправданным лишь для наиболее ответственных областей техники, в первую очередь авиа-космической и судостроительной. Причина этого - сложность и токсичность технологии производства, а отсюда и высокая стоимость титановых сплавов.

    Промышленный способ производства губчатого титана был разработан и запатентован Кроллем в 1940 году, и с тех пор его основные принципы остаются неизменными: магниетермическое восстановление тетрахлорида и вакуумная сепарация реакционной губки. Альтернативный способ разработан в середине 90-х годов в Кембриджском университете и носит название метод FFC - по начальным буквам его авторов: Fray, Farthing, Chen. Он основан на катодном электрохимическом раскислении двуокиси титана до металла [ Fray D.J, Farthing, Chen. Patent WO 9964638, 1999 г.]. Данный процесс можно рассматривать как последовательность 2-х процессов:  электрохимического восстановления Са из CaCl2 и последующего кальциетермического (химического) восстановления Ti из TiO2. Лабораторные эксперименты проводили в расплаве хлорида кальция при 900 С и напряжении на электродах 2,5-2,9 В. Более подробно это описано в информационно-аналитическом обзоре, составленном заведующим сектором Цветной металлургии ВИНИТИ  РАН Балихиным Владимиром Сергеевичем в июле       2013 года.

     Пока опытные установки выдают до десятков килограммов титана ежедневно, но в исследования включены многие фирмы. Активно идёт и торговля лицензиями по патенту на процесс FFC. Например, американское Агенство перспективных исследовательских проектов оборонного направления (Darpa - Defence advanced research agency) выделило 12,5 млн.$ консорциуму во главе с Timet для внедрения упомянутого процесса в коммерческое производство. Другими членами консорциума являются British Titanium и Кембриджский университет, а также такие гиганты, как американские Boeing, GE, Pratt & Whitney, United Defens и Калифорнийский университет в Беркли ("Металлургический бюллетень" № 8). Причины такой активности - возможность заметного удешевления титана и снижения зависимости поставок из России. И это - угроза не только классическому производству титана, но и экспортным возможностям России.  

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя slw068
slw068(5 лет 9 месяцев)(23:20:36 / 09-07-2013)

Посмеялся насчет "угроза экспортным возможностям России". Основная проблема не получении титана, а в его обработке. Поэтому ВСМПО-Ависма поставляет готовые изделия боингу, а не отливки или слябы.

Ну и по поводу метода производства с помощью энергии улыбнуло. Нужоно только вспомнить какая из стран имеет лучшие перспективы по получению энергии.

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 9 месяцев)(23:59:42 / 09-07-2013)
электролизный металл - дешевый?
Аватар пользователя eprst
eprst(5 лет 7 месяцев)(00:09:35 / 10-07-2013)

Да, если под боком Красноярская ГЭС. :))

Аватар пользователя slw068
slw068(5 лет 9 месяцев)(00:14:39 / 10-07-2013)

Или Калининская АЭС.

Аватар пользователя Алекс
Алекс(5 лет 2 месяца)(03:04:24 / 10-07-2013)

У разных металлов разная энергия выхода, аллюминий и магний описываються паралельно, так у магния энергия выхода много ниже аллюминия. За титан не в курсе, но она может буть как в разы больше чем у люминя, так и в разы меньше.

Аватар пользователя roman.kuvaldin
roman.kuvaldin(5 лет 11 месяцев)(01:42:11 / 10-07-2013)

Электролиз на трех вольтах?

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(02:18:41 / 10-07-2013)

Да. И на дохренищи амперах. К слову, тут уже не единожды говорилось о том, что, дескать, алюминий сейчас производить невыгодно, и что бокситы в Сибирь везут чуть ли не из Африки и выплавляют оттуда готовый продукт чисто на склад. Если технология производства титана электролизом так хороша, проще купить эту технологию и производить титан вместо алюминия.

Аватар пользователя roman.kuvaldin
roman.kuvaldin(5 лет 11 месяцев)(09:57:18 / 10-07-2013)

Откуда дохренищща амперов? U = IR, а R у титана на единицу объема в 40 раз выше меди.

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(10:10:59 / 10-07-2013)

Ну, R в нашем случае функция площади проводника - взять электрод побольше - будет и сопротивление поменьше. I= U/R, и чем меньше R, тем больше I.

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(06:59:17 / 10-07-2013)

....и жуткие сотни килоампер в масштабах предприятия, только на выпрямителях потери до половины. Поэтому для таких вещей необходимо использовать целую АЭС рядышком.

Аватар пользователя Алекс
Алекс(5 лет 2 месяца)(08:30:05 / 10-07-2013)
какая безграмотность-ванны включаються последовательно, их десятки,соответствено вольтаж приличный. Для аллюминиевого завода /плюя в потолок/ на милион тонн надо 2 -3 Гига мощности, чем собственно и загружены ГЭС сибири.
Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(08:31:19 / 10-07-2013)

точно ! что-то я загнул ))) это на одной ванне в мелкой компании для своих технологических нужд, потери на выпрямление до половины. А в таких крупных да, последовательно.

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 9 месяцев)(13:10:51 / 10-07-2013)

до половины?? пусть используют современные выпрямители, IGBT, c КПД под 95%...

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(13:30:23 / 10-07-2013)

Когда одна - пара ванн, то напряжение небольшое, и выгодно использовать в выпрямителях диоды шоттки, а ещё лучше полевые транзисторы, они выгодны по КПД примерно до 150 вольт. Выше напряжением и обычные диоды справятся. На огромных электролизных предприятиях используются последовательно подключённые ванны, а значит и напряжение для выпрямление не такое и маленькое, какие же там выпрямители на чудовищные амперы я не в курсе, полагаю очень мощные диоды, айжибити там использовать думаю смысла вообще нет.

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 9 месяцев)(13:36:25 / 10-07-2013)

вон какие токи коллектора... а ведь можно и в параллель несколько штук поставить.

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(13:41:22 / 10-07-2013)

не получится, айжибити параллель просто так не подключишь, да и дорого и ненадёжно, падения напряжения примерно такое же как и на диодах без всякой лабуды на управление, а токи у диодов не в пример могут брать в порядки больше по номенклатуре предлагаемых приборов, да и дешевле.

Аватар пользователя SKonst
SKonst(5 лет 7 месяцев)(08:05:55 / 10-07-2013)
Без циферок о сравнительной эффективности статья ниачём. Этот титан мысли здесь уже появлялся, но Читаювсё сразу снёс. Попытка нумбер цвай.:)))
Аватар пользователя Алекс
Алекс(5 лет 2 месяца)(08:34:27 / 10-07-2013)
К слову титан паршивый металишко-очень тяжело обрабатываеться, сварка идет чуть не в барокамере.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...