Чем восстановить титан из диоксида?

[Максим0]

17.11.2023 в 23:12, ArtyCentillion сказал:

И на счёт хрупкости, Вы правы, содержание алюминия более 13% ведёт к охрупчиванию сплава, однако жаропрочность повышается и плотность понижается.

Ужас! Он там что, в противогазе? Получил я как-то подобное облачко - только не хлорида, а бромида алюминия (раздражающие свойства наверняка такиеже), и чуток вдохнул... на чём тот мой рабочий день закончился - остаток дня пытался прокашлиться и вдыхал аммиак чтоб легче стало.

Прошёл по вашей ссылке, состав там оказался такой:

Element	Weight %	Atomic %
Carbon	5.18%	15.34%
Aluminum	24.78%	32.66%
Titanium	70.04%	52.00%

То есть треть алюминия, 1:1 заменили углеродом с меньшим атомным весом - оттого и массовая доля титана выросла. Если по этому пути пройти дальше, провести дуговую карботермию рутила, получится TiC с массовой долей титана 80%. Вот только в качестве лигатуры TiAl всё-таки ценнее TiC. Углерод гораздо сильней сообщает хрупкость титану.

Кстати, откуда эта лошадиная доза углерода?

[ArtyCentillion]

В 17.11.2023 в 21:37, Максим0 сказал:

Ужас! Он там что, в противогазе? Получил я как-то подобное облачко - только не хлорида, а бромида алюминия (раздражающие свойства наверняка такиеже), и чуток вдохнул... на чём тот мой рабочий день закончился - остаток дня пытался прокашлиться и вдыхал аммиак чтоб легче стало.

Прошёл по вашей ссылке, состав там оказался такой:

Element	Weight %	Atomic %
Carbon	5.18%	15.34%
Aluminum	24.78%	32.66%
Titanium	70.04%	52.00%

То есть треть алюминия, 1:1 заменили углеродом с меньшим атомным весом - оттого и массовая доля титана выросла. Если по этому пути пройти дальше, провести дуговую карботермию рутила, получится TiC с массовой долей титана 80%. Вот только в качестве лигатуры TiAl всё-таки ценнее TiC. Углерод гораздо сильней сообщает хрупкость титану.

Кстати, откуда эта лошадиная доза углерода?

Вот на счёт углерода сам сидел и думал... откуда столько много... Также отмечу, что углерод безусловно придает титану хрупкости, Вы правы, как всегда. Буду разбираться. На кону опыт, буду получать сплав...6кг термитной смеси, думаю, что-нибудь получится.

[Максим0]

17.11.2023 в 20:27, ArtyCentillion сказал:

Я обратился за помощь к западным ресурсам. Оказалось, получить титан возможно из оксида. Для этого используют алюминий и хлорат калия.

Смесь состоит из диоксида титана, алюминия, хлората калия и фторида кальция, в пропорциях: 100:75:50:40

Знаю, титан получится с примесью алюминия, однако это не очень плохо. Алюминий является альфа-стабилизатором и повышает t превращения А - В

18.11.2023 в 01:56, ArtyCentillion сказал:

Вот на счёт углерода сам сидел и думал... откуда столько много... Также отмечу, что углерод безусловно придает титану хрупкости, Вы правы, как всегда. Буду разбираться. На кону опыт, буду получать сплав...6кг термитной смеси, думаю, что-нибудь получится.

Если это та самая смесь, то вы планируете зажечь в молях: 28:63:9:12.

При этом я предполагаю такую реакцию: 28TiO₂+63Al+9KClO₃+12CaF₂→3K₃[AlF₆]*3CaF₂*9CaO*20,6Al₂O₃*12,2TiO+15,8TiAl↓+3AlCl₃↑

Какие тут косяки?

0) Вонищща! 3 моля раскалённых паров хлорида алюминия поработают серьёзной слезогонкой, а если при этом изображать мазохиста героя, то можно повредить зрение.

1) Потери алюминия на неполное восстановление рутила.

2) Потери рутила и флюорита в шлак.

Что тут хорошего?

0) Не нужен предварительный разогрев.

1) Калиевый криолит - отличный растворитель для корунда и потому должен хорошо сбивать его температуру плавления, а ещё он непрочный и отлично разупрочнит оксидный шлак.

2) Моноокись титана и окись кальция тоже сбивают температуру плавления корунда.

Как можно усовершенствовать процесс?

0) Перейти с хлората калия на перхлорат - реакция пойдёт спокойней.

1) Заменить моноокись титана и непрореагировавший флюорит на более эффективный плавитель.

2) Вы там хотели хром в титан добавлять... не знаю о каких концентрациях идёт речь, но хроматы (прежде всего магния и кальция) тоже приличные окислители, причём могут работать с алюминием без выбросов газов... Если добавлять хроматы, то в расчёте на образование TiCr₂.

3) Учитывая что TiAl плавится около 1500^оС, подобрать шихту так, чтобы температура плавления шлака была близка к этой величине.

4) У K₂Na[AlF₆] температура плавления немного ниже чем у K₃[AlF₆] и Na₃[AlF₆], поэтому я думаю что треть калия в шихте полезно заменить натрием.

5) Для снижения температуры плавления шлака 2-5% окиси магния в шлаке будут полезны... к примеру в шихту можно добавить хромат магния и разжигать бойлерным анодом.

[Электрофил]

А ферроцерий получится выплавить алюмотермией?

[ArtyCentillion]

В 20.11.2023 в 15:05, Электрофил сказал:

А ферроцерий получится выплавить алюмотермией?

В принципе, возможно, вопрос в правильной термитной смеси.

[ArtyCentillion]

[ArtyCentillion]

В 20.11.2023 в 07:28, Максим0 сказал:

Если это та самая смесь, то вы планируете зажечь в молях: 28:63:9:12.

При этом я предполагаю такую реакцию: 28TiO₂+63Al+9KClO₃+12CaF₂→3K₃[AlF₆]*3CaF₂*9CaO*20,6Al₂O₃*12,2TiO+15,8TiAl↓+3AlCl₃↑

Какие тут косяки?

0) Вонищща! 3 моля раскалённых паров хлорида алюминия поработают серьёзной слезогонкой, а если при этом изображать мазохиста героя, то можно повредить зрение.

1) Потери алюминия на неполное восстановление рутила.

2) Потери рутила и флюорита в шлак.

Что тут хорошего?

0) Не нужен предварительный разогрев.

1) Калиевый криолит - отличный растворитель для корунда и потому должен хорошо сбивать его температуру плавления, а ещё он непрочный и отлично разупрочнит оксидный шлак.

2) Моноокись титана и окись кальция тоже сбивают температуру плавления корунда.

Как можно усовершенствовать процесс?

0) Перейти с хлората калия на перхлорат - реакция пойдёт спокойней.

1) Заменить моноокись титана и непрореагировавший флюорит на более эффективный плавитель.

2) Вы там хотели хром в титан добавлять... не знаю о каких концентрациях идёт речь, но хроматы (прежде всего магния и кальция) тоже приличные окислители, причём могут работать с алюминием без выбросов газов... Если добавлять хроматы, то в расчёте на образование TiCr₂.

3) Учитывая что TiAl плавится около 1500^оС, подобрать шихту так, чтобы температура плавления шлака была близка к этой величине.

4) У K₂Na[AlF₆] температура плавления немного ниже чем у K₃[AlF₆] и Na₃[AlF₆], поэтому я думаю что треть калия в шихте полезно заменить натрием.

5) Для снижения температуры плавления шлака 2-5% окиси магния в шлаке будут полезны... к примеру в шихту можно добавить хромат магния и разжигать бойлерным анодом.

я Вам пытаюсь 3й раз ответить, однако мои цитаты не оставляются, возможно, из-за количества символов. В любом случае, СПАСИБО ВАМ БОЛЬШОЕ! 

В краце: я буду использовать военный противогаз, перхлорат я купил, тк хлорат отказались продавать, про эвтектоидный распад с образованием TiCr2 осведомлен. На счёт оксида магния, отдельное спасибо. Хотя я до сих пор не понимаю, как такой тугоплавкий оксид может понизить температуру плавления шлака. СПАСИБО БОЛЬШОЕ ЩА ПОМОЩЬ!

В 21.11.2023 в 12:36, ArtyCentillion сказал:

 

Вот тут я все подробно расписал, однако, ничего не видно...

[BritishPetroleum]

20.11.2023 в 08:28, Максим0 сказал:

20,6Al₂O₃*12,2TiO+15,8TiAl↓+3AlCl₃

Al2O3 + AlCl3 => 3AlOCl

20.11.2023 в 08:28, Максим0 сказал:

8TiO₂+63Al+9KClO₃+12CaF₂→3K₃[AlF₆]*3CaF₂*9CaO*20,6Al₂O₃*12,2TiO+15,8TiAl↓+3AlCl₃↑

Попахивает алюминатами титанатами и оксидами в промежуточных формах окисления

[ArtyCentillion]

В 21.11.2023 в 21:07, BritishPetroleum сказал:

Al2O3 + AlCl3 => 3AlOCl

Попахивает алюминатами титанатами и оксидами в промежуточных формах окисления

Да, кстати, такой расклад тоже возможен, честно, я не знаю, какой будет при реакции. Здесь уже все зависит от условий проведения, температуры и тп

[BritishPetroleum]

21.11.2023 в 22:18, ArtyCentillion сказал:

Да, кстати, такой расклад тоже возможен, честно, я не знаю, какой будет при реакции. Здесь уже все зависит от условий проведения, температуры и тп

Я случайно смотрел ролик про производство титана на одном заводе в России. Так вот там люди знают в каком агрегатном состоянии тетрахлорид титана.  Так что скорее всего рентабельнее делать с тетрахлорида титана, по крайней мере в промышленности так делают

Изменено 22 Ноября, 2023 в 19:11 пользователем BritishPetroleum