Rangli metallar ishlab chiқarish

Titan ishlab chiқarish.
Titan ҳozirgi kunda sanoatning turli soҳalarida, samolyotsozlikda, mashinasozlikda, metallurgiyada, raketasozlikda, kemasozlikda foydalanilmoқda. Chunki u aktiv muxitda xam korroziyaga chidamli materialdir.
Titan tabiatda birikmalar va menerallar tarkibida uchraydi. Titan ishlab chikarishda foydalaniladigan menerallarga rutil, ilmenit, titanit, perovskatlar kiradi. Titan ro’dalardan titan konstentratini olish uchun ro’da avvalo boyitiladi, keyin bu konstentrat devori grafitdan yasalgan yoy pechlarida suyuқlantiriladi. Bu jarayonda konstentratdagi temir oksidlari қaytarilib, pech tubiga yigiladi, TiO₂ esa shlakka o’tadi. Sovitilgan shlak kukun қilinadi va uglerodli boglovchi moddalar қo’shib koriladida, keyin zichlanadi. Қizdirish (pishirish) yo’li bilan ulardan briketlar olinadi. Titanni bu briket tarzidagi birikmadan ajratish jarayonini umumiy xolda tubandagi ikki bosқichga bo’lish mumkin:
1 boskich: Titan briketlarini xlor bilan ishlab titan titroxlorid
(ToCl₄) olish;
2 boskich: Titan titroxloriddan titanni ajratib olish;
Briketlarni xlorlash uchun germetik pechlarda ularga argon muxitida xlor bilan ishlov beriladi. Pech stilindr shaklida, devorning tashқi қismi temir listdan bo’lib, uning ichiga dinas gishti terilgan. Pech pastki қismiga joylashtirilgan grafitdan yasalgan қarshilik elementlari vositasida қizdirila di. Rutil briketlari pechga maxsus yuklash bunkeri orkali vaқti-vaқti bilan kiritib turiladi. Elektrodlar orқali tok berilganda қarshilik elementlari vositasida pech tempraturasi 800-850^oS ga ko’tariladi va tubandagi reakstiyalar borishi natijasida titan titroxlorid buғ tarzida ajraladi.
TiO₂+2Cl₂+C=TiCl₄+CO₂:
TiO₂+4Cl₂+2C=TiCl₄+2CO+2Cl₂:
TiO₂+2Cl₂+2C=TiCl₄+2CO:

Bu prostessda titan bilan birga boshқa elementlar va oksidlar ҳam xlorlanadi va қaynash temperaturasi past bo’lganlari esa gaz ҳolatiga o’tadi. Buғ ҳolatida ajraluvchi maxsulotlar, avval chang tutkichda changdan tozalanadi, so’ngra xlorid buglari kondensatorga o’tib, sovib suyuқlanadi. Suyuқlangan ҳoldagi TiCl tindirish va filtrlash yo’li bilan қo’shimchalardan tozalanadi. Toza titroxlorid - TiCl₄ dan titan maxsus pechlarda magniy, vodorod yoki natriy yordamida қaytariladi. Amalda, TiCl₄ dan titanni Mg bilan қaytarish usuli ko’proқ tarқalgan. Bu usul bilan қisқacha tanishib chiқamiz. Pech stakaniga juda toza magniy bo’lakchalaridan ma’lum miқdorda solinib, so’ngra reaktor kopkogi zich biriktiriladida, undagi xavo so’rib olinib, o’rniga argon, keyin maxsus truda orkali suyuқ titroxlorid kiritiladi. Natijada titan қaytariladi.

TiCl₄+2Mg→Ti+MgCl₄+Q kkal (kj)
Yuқorida reakstiya vaқtida issiқlik ajralib chiққani bilan u ҳali sovuқ bo’ladi, shu sababli reakstiya sust boradi. Shuning uchuni reaktorga magniy 950-1000^oS gacha қizdirib kiritiladi. Bunda bu reakstiyalar tezlashib, ajraluvchi issikliқ miқdori reakstiyaning normal borishi uchun etarli bo’ladi. Reaktor stanokiga yuborib turiladigan TiCl₄ ning tezligi undagi temperaturaga қarab reakstiya tezligiga moslanadi, lekin reaktor stanokida temperaturaning ҳaddan tashқari ko’tarilib ketishiga yo’l қo’ymaslik kerak, aks ҳolda pech devorning tateriali қaytarilgan Ti bilan birikadi. Yuқoridagi prostessda қaytarilgan titan stakanga yiғiladi.
Bu titan maxsus pechlarda 900-950^oS temperaturada vakuumda tozalanadi. Titanni vakuumli pechda tozalash uchun konteyner titan bilan to’ldiriladi-da, pechning kopkogi berkitiladi, so’ngra to’nkarilib o’z joyiga ko’yiladi. Bunday ishlov berishda magniy xlorid va magniy metalli suyuқlanib buғlanib ketadi. Natijada toza titan қoladi. Juda toza texnikaviy titan tarkibida ko’pi bilan 0,1% gacha ko’shimchalar (Fe, Mn, Al, Si, Ni) bo’ladi. Texnikaviy titan tozali darajasiga ko’ra tubandagigacha markalanadi. TGOO, TGO, TGI, TG_d. Titan tarkibida қushimchalar ortgan sari uning kattikligi ortib plastlikligi pasayadi. Masalan: TGOO markali titanning cho’zilishidagi mustaxkamligi bv=38 kG/mm² (380 Mt/m²) , nisbiy uzayishi b=36% , kattikligi NV=115 kG/mm² bo’lsa, TG2 markali titanning bv=60 kG/mm² (600Mt/m²) , b=20% , NV=185 kG/mm².