マグネシウムの熱還元によるスポンジチタンの製造

金属マグネシアを熱還元して生成した海綿状の金属チタンを「スポンジチタン」といいます。 スポンジチタンの純度（質量）は99.1～99.7が一般的です。 総不純物元素パーセント(質量)は0.3-0.9、不純物元素酸素パーセント(質量)は0.06-0.20、硬度( HB) は 100-157 です。 純度の違いによりWHTiOからMHTi4までの5グレードに分けられます。

スポンジチタンは工業用チタン合金製造の主原料であり、その生産はチタン産業の基礎となっています。 チタン材、チタン粉末、その他チタン部品の原料です。 イルメナイトを四塩化チタンとし、密閉ステンレスタンクに入れ、アルゴンガスを充填し、金属マグネシウムと反応させると「スポンジチタン」が得られます。 この多孔質の「チタンスポンジ」はそのままでは使用できず、電気炉で液体に溶かしてからチタンのインゴットに鋳造する必要があります。

スポンジチタンの磁気熱による製造: 化学元素としてのチタンは、1791 年にイギリスの司祭で鉱物学者であるウィリアム グレガー牧師によって鉄鉱石から発見されました。 チタンは酸素、窒素、炭素、水素などの元素との親和性が高く、ほとんどの耐火物と高温で反応するため、金属チタンの抽出プロセスは非常に複雑かつ困難です。 1910 年まで、米国のレンセラー工科大学のマシュー A. ハンターは、四塩化チタンとナトリウムを摂氏 700-800 度に加熱して、高純度のチタンを抽出していました。 この方法はハンター法と呼ばれます。 。 しかし、当時チタンの応用は実験室に限定されていました。 1932 年になって初めて、ウィリアム ジャスティン クロールは四塩化チタンをマグネシウムで還元することによってチタンを抽出できることを実証しました。 8 年後、彼はチタンを還元するためにマグネシウム、さらにはナトリウムを使用するプロセスを改良しました。この方法は、クロールプロセスまたはマグネシアプロセスとして知られるようになりました。 マグネシウム熱法は現在世界で最も広く使用されているチタンの製造方法です。 これにより、金属チタンを大量生産することができ、現代の工学材料の仲間入りをすることができます。

マグネシア法によるスポンジチタンの製造原理は、880度-950度のアルゴン雰囲気中で、精製された四塩化チタンと金属マグネシウムとの還元反応により、スポンジ状の金属チタンと塩化マグネシウムが得られ、塩化マグネシウムが得られます。還元炉から排出されます。 真空蒸留により、スポンジチタンの細孔内に残留する塩化マグネシウムおよび過剰なマグネシウムを除去し、スポンジチタンを得る。 マグネシウム熱法によるスポンジチタン合金の製造工程の流れは以下の通りです。

マグネシウム熱法における金属マグネシウムを還元剤とする還元反応で副生する塩化マグネシウムを電解回収し、マグネシウムと塩素を回収します。 マグネシウムは引き続き還元反応に参加し、塩素ガスはリサイクルのために緑化作業場に輸送されます。 蒸留凝縮液が溶融した後、塩化マグネシウムが排出され、残りのマグネシウムはマグネシウム還元剤として使用され、マグネシウムの熱生成プロセスに継続的に参加することができます。 したがって、酸化マグネシウムの製造においては、金属マグネシウムと塩素のリサイクルが実現される。 マグネシウム塩素ガスのリサイクルにより、スポンジチタンの製造時の環境汚染が軽減され、製造エネルギー消費量が削減されます。