主要钛产品简介
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纳米二氧化钛一、简介纳米二氧化钛是金红石型白色疏松粉末,屏蔽紫外线作用强,有良好的分散性和耐候性。
可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域,作为紫外线屏蔽剂,防止紫外线的侵害。
也可用于高档汽车面漆,具有随角异色效应。
纳米级二氧化钛,亦称钛白粉。
物理性质为细小微粒,直径在100纳米以下,产品外观为白色疏松粉末。
具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能,可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。
纳米二氧化钛主要有两种结晶形态:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)。
金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密,有较高的硬度、密度、介电常数及折射率,其遮盖力和着色力也较高。
而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高,带蓝色色调,并且对紫外线的吸收能力比金红石型低,光催化活性比金红石型高。
在一定条件下,锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。
二、分类1.按照晶型可分为:金红石型纳米钛白粉和锐钛型纳米钛白粉。
2.按照其表面特性可分为:亲水性纳米钛白粉和亲油性纳米钛白粉。
3.按照外观来分:有粉体和液体之分,粉体一般都是白色,液体有白色和半透明状。
三、功能纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质,在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。
纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性,且完全可以与食品接触,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。
1.、杀菌功能在光线中紫外线的作用下长久杀菌。
实验证明,以0.1mg/cm3浓度的锐钛型纳米TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞,而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多,TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高。
对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98%以上;用TiO2光催化氧化深度处理自来水,可大大减少水中的细菌数,饮用后无致突变作用,达到安全饮用水的标准;在涂料中添加纳米TiO2可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料,应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所,可净化空气、防止感染、除臭除味。
2023年钛行业市场调研报告钛行业是一个重要的金属材料行业,由于其优异的性能,广泛应用于航空、航天、汽车、化工等多个领域。
本市场调研报告将从行业现状、市场规模、主要产品和市场趋势四个方面对钛行业进行分析。
一、行业现状近年来,钛行业呈现出快速发展的趋势。
我国是世界上最大的钛原料生产国和钛材生产国之一。
钛铁矿、钛精矿生产一直保持在全球前列。
由于我国贫钛矿资源富足,且利用率低,因此,我国钛行业的发展空间很大。
同时,国内很多公司也在钛行业中取得了较好的成绩,例如中国钛业集团、鸿达兴业等。
二、市场规模截至2019年底,全球钛金属的年产量约为20万吨,但目前,我国的钛市场占据了全球市场的40%以上。
根据国家统计局数据,2019年,我国钛产量为18.3万吨,同比增长2.4%。
其中,自主研发的钛产量已经占到了总产量的三分之一以上。
钛材市场主要分为粉末和板材两个大类,其中,钛粉末市场规模最大。
三、主要产品钛金属是钛行业的主要产品,根据其形态可分为钛棒、钛板、钛管等。
在航空、航天、化工、医疗等行业中,钛金属都有各种各样的应用。
在航空领域,钛合金可以用于制造内部结构件、发动机叶片等;在医疗领域,由于钛具有生物兼容性、不锈蚀性,因此被广泛应用于生物义肢、人工骨骼等领域。
此外,具有建筑防护、海洋开发、船舶制造等多种应用前景。
四、市场趋势未来,钛行业的发展将受到多种因素影响。
首先是原材料的供应问题,虽然我国拥有丰富的钛资源,但其利用效率却较低,因此,我国应该加强钛矿开采技术的研究与创新,提高钛原料的供应量。
其次是环境保护问题,钛行业存在的生产过程中用水过多、压力大等问题,应该加强环保管理,减少对环境的影响。
最后,随着我国制造业的不断发展,钛金属在各领域的应用也会不断增加,因此,未来钛行业的市场前景十分广阔。
综上所述,尽管钛行业发展面临很多问题,但其未来的发展前景依然十分广阔。
全球市场总体发展态势良好,我国占据了重要的地位,国内企业也在不断壮大,未来钛行业将会成为一个非常有前途的行业。
钛产品术语简介成都工业学院材料工程学院邹建新攀枝花学院材料工程学院彭富昌1钛精矿钛精矿(ilmenite)是从钒钛磁铁矿或钛铁矿中采选出来,是生产钛白粉的原料,也是生产钛渣的原料,还可用于生产人造金红石。
主要成分包括般为粉状,黑色,200目左右。
形状如图1。
钛精矿又常简称为钛矿。
我国攀西地区生产的钛精矿约占全国钛精矿产量的2/3,且具有不含放射性及品质稳定的特点,是生产硫酸法钛白粉的优质原料。
2钛渣钛渣(titanium slag)是采用钛精矿为原料,在电弧炉内经过高温冶炼而形成的钛矿富集物俗称。
通过电炉加热熔化钛矿,使钛矿中氧化铁被碳还原为液态金属铁,再将铁与熔融状固态的二氧化钛、二氧化硅、氧化镁、氧化钙等分离后得到二氧化钛含量较高的富集物(即钛渣)。
钛渣一般为粉状,黑色,粒度在40-200目,形状如图2。
图1 钛精矿商品图2 钛渣产品除大多数铁后提高TiO2的品位。
钛渣按用途又可分为酸溶性钛渣和氯化钛渣。
酸溶性钛渣用于生产硫酸法钛白粉,其TiO2品位一般为74%左右;氯化钛渣用于生产四氯化钛产品,进一步可生产氯化法钛白粉,其TiO2品位一般为90%以上。
酸溶性钛渣一般不适合用于生产四氯化钛,原因在于其较低的TiO2品位降低了生产效率,且较高含量的钙镁会严重影响氯化炉顺行。
氯化钛渣一般不适合用于生产硫酸法钛白粉,原因在于其较高含量的低价钛严重影响酸解工序的顺行,较大增加了成本。
钛渣常被称为高钛渣,少数人常用高钛渣来特指氯化渣。
酸溶性钛渣生产硫酸法钛白粉的优势在于:生产过程中基本上不产生硫酸亚铁(绿矾),且消耗的浓硫酸较少;劣势在于:酸溶性钛渣价格显著高于钛精矿。
钛精矿生产硫酸法钛白粉的优势在于:原料成本较酸溶性钛渣低;劣势在于:副产大量的硫酸亚铁和稀废硫酸。
2014年,攀钢集团海绵钛厂首创了利用TiO2品位74%左右的攀枝花高钙镁钛渣生产四氯化钛的工艺装备技术,处于国内外领先水平。
我国攀西地区共有攀钢钛冶炼厂、国钛科技、金港钛业、大互通钛业、龙坤电冶、金江钛业、天旺钛业、伟建熔炼、源通钛业、奥磊工贸等十余家钛渣生产企业。
国内外医用钛及钛合金标准及性能发布时间:2010-4-17 10:20:42 中国废旧物资网一、钛在医学中的应用1、钛作为一种新兴的材料在我国及世界制药工业、手术器械、人体植入物等领域使用已有几十年的历史,并已取得了极大地成功。
2、人体内应外伤、肿瘤造成的骨、关节损伤,采用钛及钛合金可制造人工关节、接骨板和螺钉现已广泛用于临床。
还用于髋关节(包括股骨头)、膝关节、肘关节、掌指关节、指间关节、下頜骨、人造椎体(脊柱矫形器)、心脏起搏器外壳、人工心脏(心脏瓣膜)、人工种植牙、以及钛网在头盖骨整形等方面。
3、对于植入物材料的要求可以归为三个方面:材料与人体的生物相容性、材料在人体环境中的耐腐蚀性和材料的力学性能,作为长期植入材料有下列七项具体要求:①、耐蚀性;②、生物相容性;③、优越的力学性能和疲劳性能;④、韧性;⑤、低的弹性模量;⑥、在组合体中有好的耐磨性;⑦、令人满意的价格;4、外科植入物材料主要有:金属、聚合物、陶瓷等,金属材料又包括不锈钢、鈷基合金和钛基合金。
材料性能与骨性能的比较和植入物材料的特性比较见表一和表二。
从表二可以看出,不锈钢价格低廉,易于加工,但耐蚀性和生物相容性不如钛合金;鈷鉻合金的耐磨性比钛合金好,但密度较大,太重;钛及钛合金由于比强度高,生物相容性好及耐体液腐蚀性好等特点正日益受到重视。
钛合金的不足之处识是耐磨性差、难于铸造,加工性能也差。
二、国内外外科植入物用钛及钛合金加工材标准情况1、国外外科植入物用加工材标准纯钛:国际标准化组织 ISO 5832/2 1999E《外科植入物-纯钛加工材》美国标准:ASTM F67 2006a 《外科植入物用纯钛》TC4: 国际标准化组织 ISO 5832/3 1996Z 《外科植入物-金属材料-Ti-6Al-4V加工材》ASTM F1472 2002 《外科植入物用Ti-6Al-4V合金加工材》TC4ELI: ASTM F136 2002a 《外科植入物用Ti-6Al-4VELI(超低间隙)加工材规范》TC20: ISO 5832/11 I994(E) 《外科植入物-金属材料-Ti-6Al-7Nb合金加工材》ASTM F1295:2005《外科植入物用Ti-6Al-7Nb合金加工材》2、中国国家标准①、《外科植入物用钛及钛合金加工材》中国国家标准为GB/T13810-2007,牌号有:TA 1ELI、TA1、TA2、TA3、TA4、TC4、TC4ELI、TC20.品种有:板材0.8~25mm;棒材7.0~90mm;丝材1.0~7.0mm;GB\T13810-2007标准中规定的各项性能指标:②、GB/T13810-2007标准中,为了保证外科植入物用钛及钛合金加工材的综合性能(强度、塑性、韧性、硬度、抗疲劳等性能的合理匹配),对两相钛合金的高倍金相组织和氢含量及其它间隙元素含量都有非常严格的要求和控制。
主要钛产品生产工艺流程成都工业学院材料工程学院邹建新攀枝花学院材料工程学院彭富昌1 钛产品生产原则流程所有钛产品的最初原料都是含钛矿物,通常为钛铁矿。
最终钛产品有两种,一是单质的金属钛,二是氧化物TiO2,前者作为结构性钛(合金)材料,广泛用于航空航天、海洋、化工及高档民用等领域,后者作为功能性钛白粉颜料,广泛用于涂料、造纸、塑料及电子等领域。
钛铁矿经选矿工艺后成为钛精矿,钛精矿经熔炼为钛渣或经湿法冶金处理为人造金红石或富钛料,钛精矿或酸溶性钛渣作为硫酸法钛白的原料,与浓硫酸酸解后生产钛白粉,氯化钛渣或人造金红石经氯化后生成四氯化钛,再用镁高温还原生产海绵钛,海绵钛经高温熔融为钛锭,即可进一步加工成钛材。
工艺流程如图1所示。
图 1 钛产品生产原则工艺流程2 钛渣生产工艺电炉熔炼钛渣的工艺流程包括:配料,制团(可选),电炉熔炼,渣铁分离,冷却炉前钛渣,破碎,磁选,获得成品高钛渣等步骤。
钛精矿与碳还原剂一起置于高温电弧炉中熔炼,铁氧化物被还原为金属铁,余下部分为二氧化钛、氧化钙、氧化镁、二氧化硅的熔融混合物,冷却后即为钛渣。
如图 2所示。
其中的半钢是指电炉熔炼后获得的含碳较高的铁水。
图 2 电炉熔炼钛渣的原则工艺流程3 硫酸法钛白粉的生产工艺钛白生产方法包括如下三种:①硫酸法,可生产金红石型和锐钛型钛白;②氯化法,国内仅中信锦州钛业、云南新立、洛阳万基、漯河兴茂、攀钢在生产或在建,国外55%企业采用,只能生产金红石型钛白;③盐酸法,尚未产业化,新西兰曾进行试生产,国内不少学者也开展过实验研究。
生产钛白的硫酸法与氯化法各有优缺点,业界评价褒贬不一。
硫酸法会产生绿矾和废酸,但可综合利用,氯化法产生的氯化废渣处理难度较大,一般只能深埋,国内攀钢集团已开发了一种可以有效回收利用氯化废渣的专有技术。
硫酸法可生产锐钛型钛白,但氯化法不行。
随着环保成本的增加,硫酸法钛白粉厂只要愿意增大资金投入,其“三废”污染问题是可以得到较好解决的。
钛及钛合金的分类市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类:一.工业纯钛:钛属于多晶型金属,在低于882℃为a晶型,原子结构呈密排六方晶格,从882℃至熔点都是B晶型,呈体心立方晶格。
工业纯钛在金相组织上呈现a相,如果退火完全的话,是大小基本相等等轴状单项晶格。
由于存在着杂质,所以工业纯钛中也存在着少量的B相。
基本上是沿着晶界分布。
工业纯钛按GB/T3620.1—2007新标准共有九个牌号,TA1类型的有三个,TA2—TA4每个类型的各有两个,它们的差别就是纯度的不同。
从表中我们可以看出,从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号,这个ELI是英文低间隙元素的缩写,也就是高纯度的意思。
由于Fe,C, N, H, O在a—Ti 中是以间隙元素存在的,它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响,C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变,使钛的被强烈的强化和脆化。
这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的,主要是海绵钛的质量。
要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭,就得使用高纯度的海绵钛。
在标准中,带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。
这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准(我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢,因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些,很多老标准都是沿袭前苏联的),特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上,以及西方国家基本上保持一致。
这个新标准主要是参照ISO(国际标准)外科植入物和美国ASTM材料标准(B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七个标准)。
并且与ISO和美国的ASTM标准相对应,例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。
这样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照,也有利于在技术和商贸上与国际上的交流。
钛合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。
在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器,贮箱等设备的理想材料。
产品名称:钛丝材质:Gr1,Gr2,Gr3,Gr5,Gr5 ELI,TA1,TA2,TC4,BT-14执行标准:GB/T3623-98,AWSA5.16 AMS,ASTMF 136-84,ASTM F67产品名称:钛棒材质:Gr1,Gr2,Gr3,Gr4,Gr5,Gr7,Gr11,Gr12TA0 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6 TA7TA9 TA10 TC1 TC2 TC3 TC4 Ti6AL-4V ELT执行标准:GB/T2965-98,ASTM B 348-83,ASTM F136-95,AMS4928,ASTM F67产品规格:直径3---200mm产品名称:钛板材质: Gr1 Gr2 Gr3 Gr4 Gr5 Gr7 Gr11 Gr12TA0 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6 TA7 TA9TA10 TC1 TC2 TC3 TC4 TB2产品规格:厚度0.3---60mm宽度:600---1400mm长度:大于2000mm执行标准:GB/T3621-94 ASTM B265-ASME GB/T4845-93AMS供货形式:热轧退火钛标准件材质:纯钛(Gr1,Gr2),合金(6Al-4V)种类:钛螺丝,钛标准件,钛垫片钛螺丝标准类型:多款选择,样品或现货钛螺丝类别有:平头十字机丝、平头内六角机丝、平头机丝半牙、半圆头内六角机丝、半圆头十字机丝、大扁头内六角机丝钛螺丝规格有:M3、M4、M5、M6、M8、M10、M12、M14、M16、M8、M20、M22、M24、M26、M28、M30产品名称:钛管材质:Gr1 Gr2 Gr3 Gr7 Gr9 Gr12 Gr23执行标准:ASTM B338,ASTM B337, GB/T3624,GB/T3625产品规格:外径5.0---144mm壁厚0.3--20mm供货形式:无缝管,焊接管钛铜复合/钛包铜棒钛铜复合棒的性能:钛铜复合棒作为金属阳极的主要部件,其作用有以下3点:一:支撑阳极;钛铜复合棒具有一定的强度和抗弯曲性能,复合棒材的屈服强度达到128MPa,充分满足生产设计要求。
主要钛产品简介
成都工业学院材料工程学院邹建新
攀枝花学院材料工程学院彭富昌
1 钛矿物种类
钛占地壳质量的0.56%(钒只占0.02%),在元素含量中排列第9位,在自然界基本上以共生矿存在,含钛矿物有70多种。
包括钒钛磁铁矿、钛铁矿、金红石矿、板钛矿、白钛石等。
如图 1所示。
其中最重要的是钒钛磁铁矿与钛铁矿两种。
金红石矿含钛量最高,但储量较低。
钛矿按形成条件又分为岩矿和砂矿,按晶型结构又分为三种:锐钛型(A型)、金红石型(R型)、板钛矿型(B型)。
攀西钒钛磁铁矿属于锐钛型岩矿,砂矿主要分布在海滨地区。
图 1 钒钛磁铁矿(左)和金红石(右)
2 钛产品分类
从矿物材料到最终的民用、军用材料,钛产品可分为10多种:
①钛精矿;②高钛型炉渣;③天然金红石;④人造金红石;⑤钛渣(酸渣、氯化渣);
⑥TiCl4;⑦钛白粉(锐钛型和金红石型);⑧海绵钛(海绵状金属钛);⑨钛(合金)材;⑩钛的衍生品;等。
其中第③第④第⑤种又统称为富钛料。
其中主要的钛产品有钛精矿、钛渣、钛白粉、海绵钛、钛合金材料。
3 钛产品的主要用途
金属钛、钛合金:用于航空航天、工业生产及民用产品;钛矿:生产钛渣、人造金红石、硫酸法钛白粉;钛渣:生产TiCl4、硫酸法钛白粉;TiCl4:生产海绵钛、氯化法钛白粉;海绵钛:生产钛(合金)锭;钛(合金)锭:生产钛(合金)材;钛(合金)材:用于设备制造或作为结构性材料。
最终产品主要是钛白、钛(合金)材。
其它钛化工产品可用作颜料和催化剂。
全球各种主要用途耗用钛矿的大致比例如图 2所示。
90%以上的钛矿最终形成钛白,只有不到10%的钛矿最终形成金属钛。
图 2 根据用途分类的总钛矿需求
参考文献:
1. 邹建新,彭富昌.钒钛概论[M],北京:冶金工业出版社,2019
2. 邹建新,崔旭梅,彭富昌.钒钛化合物及热力学[M],北京:冶金工业出版社,2019
3. 邹建新,周兰花,彭富昌.钒钛功能材料[M],北京:冶金工业出版社,
2019 47%
其它用途1%
硫酸颜料
10%石
19%。