Titāns un tā sakausējumi ir būtiski materiāli kosmosa, medicīnisko implantu un ķīmisko iekārtu ražošanā to augstās izturības, izturības pret koroziju un bioloģiskās saderības dēļ. Tomēr ražošanas laikā radušies lūžņi, kas -satur 70% šķeldu un 30% lielapjoma gabalu-, rada gan vides, gan resursu problēmas, ja tie netiek pareizi apstrādāti.
Tieša neapstrādātu lūžņu iznīcināšana ne tikai tērē stratēģiskos resursus (1 tonnas primārā titāna ražošanai nepieciešamas 4 tonnas rutila rūdas), bet arī rada risku piesārņot vidi ar eļļām, oksīdiem un metāliskiem piemaisījumiem. Tādējādi efektīva titāna lūžņu pārstrāde ir kļuvusi par svarīgu globālās zaļās ražošanas iniciatīvu uzsvaru.
Lūžņu klasifikācija un iepriekšēja{0}}apstrāde: attīrīšanas pamats
Lūžņu veidi un īpašības
Šķeldas lūžņi: rodas virpošanas vai frēzēšanas procesos, ar lielu virsmas laukumu, kas viegli aiztur griešanas šķidrumus un oksīda slāņus, kam nepieciešama intensīva attaukošana.
Lielapjoma lūžņi: iegūti štancēšanas vai griešanas operācijās, ar salīdzinoši mazāku piesārņojumu, bet iespējamu instrumentu tērauda fragmentu iekļaušanu.
Kušanas atlikumi: satur augstu oksīdu koncentrāciju, tādēļ ir nepieciešama ķīmiska ekstrakcija, lai atgūtu metālisko titānu.
Trīs{0}}pakāpju pirms{1}}apstrādes process
►Attaukošana:
Sārma tīrīšana (80 grādu NaOH šķīdums), lai izšķīdinātu minerāleļļas.
Ultraskaņas apstrāde ar organiskiem šķīdinātājiem (acetons/etanols), lai noņemtu emulģētās eļļas no mikro{0}}porām.
►Magnētiskā atdalīšana: augstas-intensitātes magnēti (lielāks par vai vienāds ar 0,5 T) noņem dzelzs piemaisījumus, lai novērstu piesārņojumu kušanas laikā.
►Smalcināšana un sijāšana: lielapjoma lūžņi tiek sasmalcināti līdz<5 cm particles to enhance subsequent reaction efficiency.
Ķīmiskā attīrīšana: revolucionāras pamattehnoloģijas
Kodināšanas metode-Izmaksu-efektīva iespēja
Formula: HF (5–10%) + HNO₃ (20–30%) jaukts skābes šķīdums.
Function: Dissolves surface TiO₂ and TiN oxide layers with >95% efektivitāte.
Izaicinājums. Lai mazinātu ūdeņraža trausluma risku, ir nepieciešama pēcapstrādes vakuuma atkausēšana (500 grādi/4 h).
Izkausētā sāls elektrolīze{0}}dziļa deoksidācija
Process: elektrolīze NaCl-KCl-NaF izkausētā sāls sistēmā (650 grādi) virza skābekļa jonus uz anodu.
Rezultāts: Skābekļa saturs samazināts zem 800 ppm, atbilst aviācijas -klases TA6V (Ti-6Al-4V) standartiem.
Vakuuma termiskā apstrāde{0}}Medicīnas-pakāpes attīrīšana
Apstākļi: 900 grādi zem augsta vakuuma (10⁻³ Pa) ar argona gāzes aizsardzību.
Priekšrocības: Vienlaicīga ūdeņraža atdalīšana (99% efektivitāte) un metālisku piemaisījumu (piemēram, Cu, Sn) iztvaikošana.
