チタンの製造方法

金属チタン(Ti)の製造プロセス(フロー)について、簡単に説明します。

※本ページは自己学習のために作成されたもので、内容の正確性や完全性は保証しません。


チタンの精錬:

主な原料は鉄を含んだイルメナイト(FeTiO3)またはルチル鉱石(TiO2)。

これに炭素を共存させた状態で塩素ガスを吹き込み四塩化チタン(TiCl4)とする(一酸化炭素と二酸化炭素も発生する)。

蒸留精製した四塩化チタン(気体)を高温不活性(アルゴン)雰囲気900℃で溶解Mgと反応させて多孔質チタンを得る(酸素があると、金属チタンの品質を著しくてかさせる)。

これをスポンジチタンと言う。

Mgの方はMgCl2(液体)となる(クロール法)。

MgCl2やMgは希塩酸などで洗い落とすか、ヘリウムなどで吹かし飛ばすか、真空加熱して蒸発させるかで取り除く。

なお、塩化マグネシウムは電解で塩素とマグネシウムに分離されて再利用される。

スポンジチタンをプレスした「ブリケット」と呼ばれる塊を、溶接によって長く棒状にして電極とする。

合金を溶解する場合には、スポンジチタンに合金元素を混ぜてからプレスする。

電極はアーク溶解されて、溶け落ちたものは水冷された銅製の容器で冷やされて健全なインゴットができる。

日本国内では、大阪チタニウムや東邦チタニウムが、鉱石→スポンジチタン→インゴットまでの一貫製造を行うことができる。

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