· Rantai industri titanium
· Rantai industri titanium dapat dibagi menjadi empat bagian berikut:
·1. Manfaat mineral primer seperti ilmenit dan rutil untuk memperoleh konsentrat mutu lebih tinggi melalui metode fisik
·2. Melalui pemrosesan ulang dan pemurnian konsentrat, titanium dioksida dengan kemurnian tinggi diproduksi untuk digunakan dalam industri titanium dioksida.
Spons titanium mengacu pada kemurnian titanium logam spons 98,5%-990,7% dengan mereduksi titanium tetraklorida dengan magnesium atau natrium. Ini adalah bahan baku terpenting dalam produksi industri titanium. Spons titanium merupakan produk utama dalam produksi logam titanium, yang perlu dicor lebih lanjut untuk mendapatkan ingot titanium, yaitu titanium murni industri, dan kemudian diolah menjadi bahan titanium atau paduan titanium yang sesuai.
· Persiapan spons titanium: Saat ini, industri terutama menggunakan metode reduksi termal magnesium (Kroll), metode reduksi termal natrium (metode Hunter), dan metode elektrolisis garam cair. Keuntungan metode reduksi termal magnesium adalah zat pereduksi magnesium dapat didaur ulang dan kapasitas satu tungku besar. Sebaliknya, kualitas produk metode reduksi termal natrium lebih baik, kandungan pengotor logam rendah, namun kapasitas produksi tungku tunggal kecil, konsumsi natrium besar. Metode elektrolisis garam cair masih dalam tahap uji semi industri.
· Titanium dioksida dan aplikasinya
·
Titanium dioksida (TiO2), oksida yang sangat stabil dengan sifat optik dan pigmen yang sangat baik, terutama digunakan sebagai pigmen anorganik putih. Tidak beracun, opacity terbaik, putih dan kecerahan terbaik, dianggap sebagai pigmen putih dengan performa terbaik di dunia, banyak digunakan dalam cat, plastik, kertas, tinta cetak, serat kimia, karet, kosmetik dan lainnya. industri.
· Ada dua metode produksi industri titanium dioksida, metode asam sulfat dan metode klorida: metode asam sulfat memiliki proses produksi yang matang dan peralatan yang sederhana, namun kelemahannya adalah proses produksi yang lama dan pencemaran lingkungan yang serius; Teknologi klorinasi maju, kapasitas besar, kualitas produk tinggi, kisaran distribusi putih dan ukuran partikel sempit, pada saat yang sama, klorin juga dapat didaur ulang, kelemahannya adalah persyaratan bahan baku terlalu ketat, bahan baku harus TiO2 kandungan 90%-95% terak rutil atau titanium alami atau buatan.
· Proses asam sulfat dari proses produksi titanium dioksida
· Proses produksi titanium dioksida terklorinasi
· Titanium dioksida tersedia dalam tiga bentuk kristal, yaitu rutil, anatase, dan pelat titanium. Diantaranya, pelat titanium tidak dapat digunakan sebagai pigmen, dan pigmen utama yang digunakan dalam industri adalah titanium dioksida tipe anatase dan tipe rutil.
· Titanium dioksida anattype memiliki keunggulan kemurnian tinggi, partikel halus dan seragam, sifat optik yang baik, daya bias yang kuat, daya perubahan warna yang tinggi, daya sembunyi yang kuat, penyerapan minyak yang rendah, dispersi air yang tinggi, dan terutama digunakan dalam cat, tinta, bahan kimia industri pembuatan serat, karet, kaca, kosmetik, sabun, plastik dan kertas. Titanium dioksida rutil selain keunggulan titanium dioksida anatase, tetapi juga memiliki ketahanan cuaca dan daya sembunyi yang lebih baik, terutama digunakan dalam pigmen industri maju, pelapis lateks mengkilap, plastik, bahan karet dengan perubahan warna lebih tinggi dan persyaratan sinar matahari cepat, lapisan pelapis kertas canggih dan kertas lilin. Dari kinerja pigmen, titanium dioksida rutil lebih baik daripada titanium dioksida anatase, sebagian besar titanium dioksida rutil dan produk pelapis permukaan. Pada tahun 2010, titanium dioksida rutil negara kita menyumbang 57% dari total titanium dioksida, jauh lebih rendah dari 90% tingkat dunia. Di masa depan, proporsi titanium dioksida rutil di negara kita masih memiliki ruang lebih besar untuk ditingkatkan.
· Saat ini, industri titanium dioksida sedang mengalami tiga penyesuaian besar: (1) pertumbuhan produksi titanium dioksida dunia relatif lambat, dan kawasan Asia-Pasifik, terutama pertumbuhan pesat produksi titanium dioksida di Cina, industri titanium dioksida dunia ke kawasan Asia-Pasifik, khususnya di Tiongkok, peralihan situasinya sangat jelas; (2) Dengan kinerja hilir titanium dioksida yang mengajukan persyaratan yang lebih tinggi, perlakuan pelapisan titanium dioksida telah menjadi sarana penting, berbagai titanium dioksida khusus terus bermunculan, industri titanium dioksida dari pasokan umum hingga arah pengembangan persediaan khusus sedang meningkat; (3) Titanium dioksida dibagi menjadi dua jenis: tipe anaton dan tipe rutil. Meskipun titanium dioksida tipe anatone masih menempati sebagian pangsa pasar karena kinerja biayanya yang tinggi, titanium dioksida tipe rutil masih menjadi tren umum perkembangan industri di masa depan dengan kinerjanya yang sangat baik. Dalam struktur produk titanium dioksida di negara kita, proporsi titanium dioksida rutil meningkat, terhitung sekitar 57%, namun masih jauh lebih rendah dari 90% dunia. Struktur produk titanium dioksida di negara kita secara aktif mengubah arah titanium dioksida rutil. Singkatnya, prospek industri titanium dioksida di negara kita, khususnya titanium dioksida rutil khusus, masih menjanjikan.
· Aplikasi logam titanium dan paduan titanium
· Titanium adalah logam struktural penting yang dikembangkan pada tahun 1950an. Paduan titanium memiliki karakteristik kepadatan rendah, kekuatan spesifik tinggi, ketahanan korosi yang baik, konduktivitas termal rendah, tidak beracun dan non-magnetik, kemampuan las, biokompatibilitas baik, daya hias permukaan yang kuat dan banyak digunakan dalam penerbangan, dirgantara, kimia, minyak bumi, tenaga listrik, medis, konstruksi, barang olah raga dan bidang lainnya. Banyak negara di dunia telah menyadari pentingnya bahan paduan titanium, dan telah melakukan penelitian dan pengembangan, serta telah diterapkan dalam praktik.
· Pada tahun 2011, konsumsi global titanium dalam penerbangan komersial mencapai 46% dan titanium militer menyumbang 9% (terutama penerbangan militer), dan total konsumsi titanium di sektor penerbangan melebihi 50%; Konsumsi industri titanium menyumbang 43%, dan pasar negara berkembang menyumbang 2%.
· Terdapat perbedaan regional yang jelas dalam struktur permintaan produk titanium. Di Amerika Utara dan Uni Eropa, khususnya Amerika Serikat, di mana terdapat industri kedirgantaraan dan pertahanan yang berkembang, sekitar 50% permintaan produk titanium berasal dari industri kedirgantaraan dan pertahanan. Di Jepang, permintaan titanium industri dari bahan kimia dan industri lainnya mendominasi. Ruang angkasa hanya menyumbang 2-3% dari permintaan titanium Jepang, menurut Asosiasi Titanium Jepang. Sama seperti Jepang, sebagian besar permintaan produk titanium di Tiongkok berasal dari sektor kimia dan energi, dengan sektor kedirgantaraan hanya menyumbang 10%. Meskipun Tiongkok telah menjadi salah satu produsen dan konsumen logam terbesar di dunia, sebagian besar produksinya terbatas pada titanium bermutu rendah, yang digunakan dalam rangka sepeda, tongkat golf, atau pipa untuk melindungi terhadap korosi pada industri kimia. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, jumlah titanium yang digunakan di bidang kedirgantaraan meningkat secara signifikan di Asia, yang menunjukkan prospek pasar titanium relatif cerah.
· Sektor dirgantara
· Titanium yang digunakan di bidang luar angkasa terkonsentrasi di negara-negara barat, terutama di Amerika Serikat, dimana 60% bahan titanium digunakan di bidang ini. Negara-negara Asia, Jepang, dan Tiongkok semuanya menyumbang sekitar 10% titanium di bidang ini. Namun, seiring pesatnya perkembangan industri kedirgantaraan Asia dalam beberapa tahun terakhir, konsumsi titanium di bidang kedirgantaraan juga akan meningkat. Dari sudut pandang global, industri penerbangan memainkan peran penting dalam pasar titanium. Secara historis, siklus besar industri titanium berkaitan erat dengan pendinginan dan pemanasan industri penerbangan.
· Pada tahun 2011, produksi global bahan titanium mencapai 148,000 ton, termasuk sekitar 64,000 ton bahan titanium untuk penerbangan komersial. Permintaan transportasi udara masih besar dalam pertumbuhan ekonomi global di masa depan, dan diperkirakan permintaan pesawat baru akan berjumlah sekitar 30,000 dalam 20 tahun ke depan. Sementara itu, permintaan titanium pada pesawat baru lebih tinggi dibandingkan dengan pesawat lama. Diperkirakan rata-rata permintaan titanium untuk pesawat komersial akan mencapai 40 ton/pesawat dalam 20 tahun; Menurut perhitungan ini, dalam 20 tahun ke depan, industri penerbangan komersial global akan meningkatkan permintaan bahan titanium sekitar 1,2 juta ton, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sekitar 17%, dan peningkatan tahunan rata-rata sebesar 60,{{ 15}} ton. Industri titanium penerbangan sipil akan menunjukkan pertumbuhan pesat. Peluang baru juga akan muncul dalam penerbangan militer; Sektor penerbangan militer juga diperkirakan akan mendapat permintaan baru karena peningkatan belanja militer oleh negara-negara di seluruh dunia akibat ketegangan geopolitik global.
· Pesawat penumpang sipil
· Aplikasi utama paduan titanium pada pesawat terbang adalah sebagai berikut:
·(1) Mengurangi bobot struktural dan meningkatkan efisiensi struktural: Performa teknologi tempur canggih (seperti pesawat supersonik) mengharuskan pesawat memiliki faktor bobot struktural yang relatif rendah (yaitu, bobot struktur badan/berat lepas landas normal pesawat), dan paduan titanium memiliki karakteristik kekuatan mendekati baja berkekuatan sedang tetapi kepadatannya rendah, dibandingkan baja struktural dan paduan suhu tinggi, dapat sangat mengurangi berat struktur, namun juga dapat menghemat biaya; Dengan mengambil contoh mesin, statistik menunjukkan bahwa untuk setiap kilogram penurunan kualitas mesin pesawat, biaya penggunaan dapat dikurangi sekitar $220-440.
·(2) Memenuhi persyaratan penggunaan suku cadang bersuhu tinggi: Paduan titanium memiliki karakteristik ketahanan panas yang baik, seperti Ti-6Al-4V yang umum digunakan dapat bekerja pada suhu 350 derajat untuk a lama, sehingga di bagian pesawat yang bersuhu tinggi (seperti bagian belakang badan pesawat, dll.) dapat menggantikan paduan aluminium yang tidak dapat memenuhi persyaratan karena kinerja suhu tinggi; TC11 dapat bekerja pada suhu 500 derajat untuk waktu yang lama, dan dapat menggantikan superalloy dan baja tahan karat di bagian kompresor mesin.
·(3) Memenuhi persyaratan kesesuaian dengan struktur komposit: Untuk mengurangi bobot struktural dan memenuhi persyaratan siluman, komposit banyak digunakan pada pesawat canggih. Kekuatan dan kekakuan paduan titanium dan material komposit sangat cocok, yang dapat mencapai efek pengurangan berat yang baik. Pada saat yang sama, karena potensi keduanya relatif dekat, tidak mudah menimbulkan korosi galvanik, sehingga bagian struktural dan pengencang yang sesuai harus menggunakan paduan titanium.
·(4) Memenuhi persyaratan ketahanan korosi yang tinggi dan umur yang panjang: Paduan titanium memiliki umur kelelahan yang tinggi dan ketahanan korosi yang sangat baik, yang dapat meningkatkan ketahanan korosi dan umur struktur serta memenuhi persyaratan keandalan yang tinggi dan umur panjang pesawat canggih dan mesin.
· Pesawat militer
Pengembangan dan pengadaan senjata militer bergerak menuju portabilitas dan fleksibilitas. Untuk memenuhi persyaratan performa tempur pesawat tempur, selain penggunaan teknologi desain yang canggih, perlu juga menggunakan material dengan performa yang unggul dan teknologi manufaktur yang canggih. Salah satu langkah penting adalah memilih paduan titanium dalam jumlah besar dan meningkatkan tingkat penerapan paduan titanium tingkat lanjut. Sejak tahun 1960an, jumlah titanium pada pesawat militer asing meningkat dari tahun ke tahun. Saat ini, jumlah paduan titanium pada berbagai pesawat tempur dan pembom militer canggih yang dirancang di Eropa dan Amerika Serikat telah stabil di lebih dari 20%, dan proporsi titanium pada model-model baru meningkat pesat.
· Industri otomotif
· Pengurangan konsumsi bahan bakar dan emisi limbah berbahaya (CO2, NOX, dll) telah menjadi salah satu pendorong utama dan arah kemajuan teknologi di industri otomotif. Penelitian menunjukkan bahwa bobot yang ringan merupakan langkah efektif untuk mencapai penghematan bahan bakar dan pengurangan polusi. Untuk setiap penurunan kualitas kendaraan sebesar 10%, konsumsi bahan bakar dapat dihemat sebesar 8%-10% dan emisi gas buang dapat berkurang sebesar 10%. Dari segi berkendara, performa akselerasi mobil meningkat setelah ringan, dan kestabilan pengendalian kendaraan, kebisingan dan getaran juga ditingkatkan. Dari segi keselamatan tabrakan, setelah mobil menjadi ringan, inersia saat tabrakan menjadi kecil dan jarak pengereman berkurang.
· Pendekatan yang lebih disukai untuk bobot ringan otomotif adalah mengganti material otomotif tradisional (baja) dengan material ringan dengan kekuatan spesifik tinggi, seperti aluminium, magnesium, titanium, dll. Pada tahun 2009, volume titanium otomotif global telah mencapai 3,{{2} } ton. Titanium telah digunakan dalam mobil balap selama bertahun-tahun. Saat ini bahan titanium hampir banyak digunakan pada mobil balap. Titanium telah digunakan di Jepang lebih dari 600 ton.
· Keuntungan menggunakan titanium pada mobil meliputi: pengurangan bobot dan konsumsi bahan bakar yang lebih rendah; Meningkatkan efek transmisi daya dan mengurangi kebisingan; Kurangi getaran, kurangi beban komponen; Meningkatkan daya tahan kendaraan dan perlindungan lingkungan.
· Sektor kesehatan
·
Titanium memiliki berbagai aplikasi di bidang medis. Titanium dekat dengan tulang manusia, memiliki biokompatibilitas yang baik dan tidak memiliki efek samping toksik pada jaringan manusia. Implan manusia merupakan bahan fungsional khusus yang berkaitan erat dengan kehidupan dan kesehatan manusia. Dibandingkan dengan bahan logam lainnya, kelebihan penggunaan titanium dan paduan titanium adalah sebagai berikut: 1 ringan; 2. Modulus elastisitas rendah; 3 Non-magnetik; 4 Tidak ada toksisitas; 5 Ketahanan korosi; Kekuatan tinggi dan ketangguhan yang baik. Jumlah paduan titanium yang digunakan dalam implan bedah meningkat sebesar 5%-7% per tahun. Titanium dan paduan titanium terbuat dari kepala femoral, sendi pinggul, humerus, tengkorak, sendi lutut, sendi siku, sendi bahu, sendi metacarpofinger, rahang, jantung, ginjal, dilator pembuluh darah, belat, prostesis, pengencang dan ratusan bagian logam lainnya yang ditransplantasikan ke dalam tubuh manusia, telah mencapai hasil yang baik, telah mendapat penilaian tinggi oleh komunitas medis.
· Industri kimia
· Titanium banyak digunakan di banyak sektor perekonomian nasional karena ketahanan korosi, sifat mekanik dan sifat proses yang sangat baik. Khususnya dalam produksi kimia, titanium digunakan sebagai pengganti baja tahan karat, paduan dasar nikel dan logam langka lainnya sebagai bahan tahan korosi. Hal ini sangat penting untuk meningkatkan output, meningkatkan kualitas produk, memperpanjang umur peralatan, mengurangi konsumsi, mengurangi konsumsi energi, mengurangi biaya, mencegah polusi, memperbaiki kondisi kerja dan meningkatkan produktivitas tenaga kerja.
· Titanium telah menjadi salah satu bahan anti korosi utama pada peralatan kimia dan telah memantapkan posisinya dalam ketahanan korosi pada peralatan kimia. Sebagai bahan ideal dalam peralatan kimia, titanium juga semakin menarik perhatian para insinyur dan teknisi.
· Setelah bertahun-tahun dipromosikan, titanium dan paduannya telah banyak digunakan sebagai bahan struktural tahan korosi yang sangat baik dalam produksi kimia. Saat ini, penerapan peralatan titanium telah diperluas dari industri awal soda dan soda kaustik hingga klorat, amonium klorida, urea, sintesis organik, pewarna, garam anorganik, pestisida, serat sintetis, pupuk kimia, dan bahan kimia halus serta industri lainnya. dan jenis peralatan telah berkembang dari yang kecil dan sederhana menjadi besar dan beragam.
· Hasil survei menunjukkan bahwa penukar panas titanium menyumbang 57%, anoda titanium menyumbang 20%, bejana titanium menyumbang 16% dan lainnya menyumbang 7%. Dalam industri kimia untuk "dua alkali", jumlah penukar panas titanium terbesar dalam peralatan kimia.
· Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi produksi bahan titanium di Tiongkok telah meningkat pesat. Titanium yang digunakan dalam bidang kedirgantaraan, titanium yang digunakan dalam militer, dan titanium yang digunakan dalam mobil telah berkembang pesat, terutama di bidang kedirgantaraan, dengan tren mengejar titanium yang digunakan dalam industri kimia. Secara umum, kandungan teknis titanium untuk industri kimia kecil, nilai tambah produknya rendah, dan proporsi titanium untuk industri kimia pasti akan menurun secara bertahap.
· Rekayasa lepas pantai
· Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi dan menipisnya sumber daya lahan, eksploitasi manusia dan pemanfaatan lautan telah menjadi agenda. Titanium memiliki ketahanan korosi yang sangat baik terhadap air laut, dan banyak digunakan dalam desalinasi air laut, kapal, pengembangan energi panas laut, dan eksploitasi sumber daya dasar laut.
· Pada awal tahun 1960-an, negara kita memulai penelitian penerapan titanium dan paduan titanium pada peralatan teknik kapal dan kelautan, dan melakukan banyak pekerjaan, pada dasarnya telah membentuk sejumlah merek, kinerja berbeda, varietas lengkap dan spesifikasi Kelautan sistem paduan titanium. Karena karakteristik titanium dan paduan titanium itu sendiri, ia memiliki keunggulan unik dalam penerapan kapal dan peralatan Kelautan, sehingga banyak digunakan pada kapal selam nuklir, kapal selam dalam, pemecah es energi atom, hidrofoil, hovercraft, kapal penyapu ranjau dan baling-baling baling-baling, air laut pipa, kondensor, penukar panas, dll.
· Dalam hal penerapan kapal, saat ini, jumlah titanium yang digunakan untuk kapal di Tiongkok sangat kecil, yaitu kurang dari 1% dari total berat kapal. Terdapat potensi pengembangan yang besar di bidang cadangan titanium dan paduan titanium untuk kapal dan peralatan laut. Selain itu, dalam desalinasi air laut dan pembangkit listrik pesisir, karena besarnya permintaan pasar untuk desalinasi air laut dan pembangkit listrik pesisir di negara kita, dalam kondisi semakin mengurangi biaya paduan titanium dan meningkatkan stabilitas kualitas produk, penerapan pasar prospek titanium akan sangat luas.
· Kehidupan sehari-hari
· Titanium banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan dapat ditemukan di mana-mana, seperti kepala golf, rangka sepeda, raket tenis, kursi roda, bingkai kacamata, dll.
· Penerapan titanium pada peralatan olah raga karena bobotnya yang ringan dan kekuatannya yang tinggi telah secara bertahap berkembang dari raket tenis dan raket bulutangkis yang paling awal hingga kepala golf, tongkat dan mobil balap. Pada tahun 2008, rekreasi olahraga menyumbang 13% dari total konsumsi di Tiongkok, di antaranya jumlah titanium yang digunakan pada kepala dan tongkat golf saja melebihi 1,000 ton. Rangka sepeda yang terbuat dari paduan titanium juga populer. Saat ini, hampir 50 perusahaan memproduksi sepeda titanium, dan Amerika Serikat telah lama menjadi produsen dan konsumen sepeda titanium terbesar. Karakteristik titanium yang ringan juga diterapkan pada rangkanya, dan titanium tidak mudah alergi pada kulit, serta permukaan titanium dapat memiliki warna cemerlang setelah perawatan anodik, sehingga telah diterapkan pada rangka sejak awal tahun 1980-an.
Dalam beberapa tahun terakhir, penerapan titanium dalam kehidupan sehari-hari manusia telah berkembang, dan kecepatan pengembangannya sangat cepat, serta teknologi penerapannya semakin matang dan sempurna. Amerika Serikat dan Jepang memimpin dalam hal titanium untuk penggunaan sehari-hari.
