Природные ресурсы
Промышленная добыча нефти началась в 20-х годах прошлого столетия на северо-западных территориях Канады. В 1960-е были открыты обширные залежи углеводородов в российском Ямало-Ненецком автономном округе, на северном склоне хребта Брукса (Аляска) и в дельте реки Маккензи (Канада). За последние десятилетия в арктических владениях России, США, Норвегии и Канады были добыты миллиарды кубических метров нефти и газа.
За полярным кругом было открыто свыше 400 наземных месторождений нефти и газа. На 60 из них активно ведётся добыча, однако около четверти ещё не разработано. Более двух третей разрабатываемых месторождений находится в России, главным образом в Западной Сибири. Основной нефтегазовый район России и один из крупнейших нефтедобывающих регионов мира — Ханты-Мансийский автономный округ (ХМАО). Здесь добывается 57% нефти в стране. В ХМАО открыто более 500 нефтяных и газонефтяных месторождений, запасы которых составляют около 20 млрд тонн.
Кроме того, на шельфе Баренцева моря разведано 11 месторождений, в том числе четыре нефтяных (Приразломное, Долгинское, Варандейское, Медынское), три газовых (Мурманское, Лудловское, Северо-Кильдинское), три газоконденсатных (Штокмановское, Поморское, Ледовое) и одно нефтегазоконденсатное — Северо-Гуляевское.
Также стоит отметить и газоконденсатные месторождения, открытые в акватории Карского моря — Ленинградское и Русановское. В Тимано-Печорской провинции расположено около 180 месторождений. Здесь существуют и фонтанные месторождения, дающие до 1 тыс. тонн нефти в сутки. Ненецкий автономный округ также имеет богатые запасы нефти, газа и газоконденсата.
В американской части Арктики запасы нефти оцениваются примерно в 15 млн баррелей, а запасы газа — свыше 2 трлн куб. м. При этом 20% нефти здесь добывают на месторождении Прудо-Бей. В канадском арктическом секторе существует 49 месторождений нефти и газа в дельте реки Маккензи, ещё 15 — на Арктических островах. А наиболее крупные месторождения газа расположены у берегов Аляски и в Сибири.
Другие полезные ископаемые
В наиболее освоенной части региона — арктической зоне России — сосредоточены также богатые месторождения никеля, меди, угля, золота, урана, вольфрама и алмазов.
Добыча полезных ископаемых особенно развита на севере России. В Сибири сосредоточены богатые запасы практически всех ценных металлов: золота, серебра, никеля, молибдена и цинка. Кроме того, там же расположены крупнейшие гипсовые, угольные и алмазные месторождения. В Республике Саха (Якутия) добывается около 25% всех алмазов в мире. Медь, железо, олово, платина, палладий, апатиты, кобальт, титан, редкоземельные металлы, керамическое сырьё, слюда и драгоценные камни также добываются на российском Севере. Бо́льшая часть этих полезных ископаемых находится на Кольском полуострове — здесь много тысяч лет назад ледники уничтожили верхний слой почвы, сделав залежи более доступными. По мере таяния вечной мерзлоты на поверхности оказывается всё больше бивней мамонтов — ископаемого аналога слоновой кости. Кроме того, в арктической части России есть шахты, на которых добываются медь, никель, олово, уран и фосфор. Один из крупнейших заводов по добыче и переработке никеля — Норильский никелевый завод.
На территории канадской провинции Юкон ведётся добыча золота, угля и кварца. На территории Аляски за полярным кругом в промышленных масштабах добывается уголь, свинец и цинк. Здесь действует крупнейший в мире по запасам цинка карьер Ред-Дог, который даёт также значительные объёмы свинца. Разработки здесь ведутся с 1987 года. Кроме того, на Аляске (южнее полярного круга) действует множество мелких шахт, на которых ведётся добыча золота. В Гренландии добывают криолит, уголь, мрамор, цинк, свинец и серебро.
Биологические ресурсы Арктики не менее богаты: пятая часть общемировых запасов пресной воды и несколько самых крупных рек Земли расположены именно здесь. Бескрайние просторы Крайнего Севера — одно из последних мест на Земле, где природа ещё сохранилась в первозданном виде. Здесь обитают уникальные представители сотен видов флоры и фауны, которых нет больше нигде в мире. Миллионы перелётных птиц устремляются в Арктику в период размножения; в Северном Ледовитом океане живут многие виды морских млекопитающих. В арктических морях обитают крупнейшие популяции промысловых рыб — лосося, трески и минтая. По тундре кочуют несколько десятков многочисленных стад карибу и северных оленей, с которыми тесно связана жизнь коренных северных народов.
Версия для печати
Нижегородское краеведение — Полезные ископаемые
Распространение и залегание полезных ископаемых на территории области связано с ее геологическим и тектоническим строением. Так, например, бедность рудными полезными ископаемыми объясняется глубоким залеганием кристаллических пород магматического и метаморфического происхождения. Сравнительное богатство нерудными полезными ископаемыми связано с мощными пластами осадочных пород, залегающих по всей территории области.
Одним из наиболее распространенных полезных ископаемых в Нижегородской области является торф, большие залежи которого находятся в междуречьях Оки и Волги, в долинах Ветлуги, Керженца, Тёши, Серёжи. Торф теперь используется, главным образом, как удобрение. В качестве удобрения могут быть использованы и залежи фосфоритов, встречающихся как в южных, так и в северных районах.
Территория области располагает крупными запасами сырья, необходимого для строительной промышленности. Это гипс, залежи которого находятся по рекам Пьяне (Бутурлинский район) и Тёше (Бебяевское и Новоселковское месторождения в Арзамасском районе), известняки, скопления которых обнаружены в Вадском, Перевозском, Богородском и некоторых других районах Правобережья. Строительные и стекольные пески распространены в долинах рек Оки и Волги, в районах Кстовском, Борском, Дзержинском, а также Лукояновском.
Залежи кирпичных, огнеупорных и керамзитовых глин широко распространены по всей территории области, особенно в Починковском, Лысковском, Лукояновском районах и около Нижнего Новгорода.
Крупные месторождения доломита разведаны на юге области в Починковском, Первомайском, Дивеевском и других районах Правобережья.
На территории области имеются запасы сырья для химической промышленности: каменная соль в Ковернинском и Семёновском районах, соляные рассолы в Балахнинском районе, а также известны районы скопления бромосодержащих рассолов. В Шатковском районе есть лечебные минеральные воды и грязи.
Небольшие месторождения горючих сланцев встречаются в разных местах юга Правобережья.
На юго-западе области имеются небольшие запасы бурого железняка (в Выксунском, Кулебакском, Первомайском районах) осадочного происхождения, которые к настоящему времени промышленного значения не имеют.
В Лукояновском и Гагинском районах обнаружены месторождения титано-циркониевых руд.
По предположению геологов, в пределах области на больших глубинах может быть нефть.
Page 14 — Журнал Sozvezdye Review
Михаил Григорьев, директор ООО «Гекон», член научного совета при Совбезе РФ, научного совета РАН по изучению Арктики и Антарктики и рабочей группы по вопросам развития Севморпути Госкомиссии по вопросам развития Арктики: В формировании грузовой базы Севморпути в базы к вводу в разработку, стро- количественном отношении основную роль игра- ительству наземной транспорт- 204-й «майский» ют наливные грузы (нефть, конденсат, СПГ), вы- ной инфраструктуры, терминала возимые из Обской губы с терминалов морского и необходимого флота танкеров указ президента, порта Сабетта; в перспективе ожидаются значи- высокого ледового класса, орга- предусматривающий рост тельные объемы перевозок СПГ и конденсата но- низации схем перевалки сырья. грузопотока по Севморпути до вых проектов на побережье Обской губы, а также В обозримой перспективе до нефти и угля с терминалов морского порта Дик- 2030–2035 года освоение мине- 80 миллионов тонн к 2024 году, сон в Енисейском заливе. Сейчас вывоз горноруд- рально-сырьевого потенциала никто не отменял ной полупродукции и рудных концентратов цвет- Арктической зоны будет связа- President’s “May Decree” 204, ных и благородных металлов из морских портов но с освоением месторождений Дудинка и Певек обеспечивает менее значитель- суши. Возможно, что часть ме- which envisages an increase in ные объемы перевозок, но в стоимостном выра- сторождений нефти и газа, рас- cargo traffic along the Northern жении их значимость сопоставима. В дальнейшем положенных в ближней зоне Sea Route to 80 million tons by на востоке значительные объемы медного концен- территориального моря, сможет трата ожидаются с проекта Песчанка с отгрузкой разрабатываться наклонным бу- 2024, is still pending execution через порт Певек. рением с берега. В контексте раз- Отдельно следует подчеркнуть, что Севмор- вития проектов освоения место- путь обеспечивает не только вывоз горноруд- рождений полезных ископаемых, формирующих ной и нефтегазовой продукции, но и завоз грузов основную грузовую базу Севморпути, очевидно, для строительства и обеспечения деятельности что особое внимание должно быть уделено фор- добывающих производств. Золотодобывающие мированию устойчивой морской транспортной предприятия Чукотского автономного округа, системы, адекватной потребностям промышленно- оснащенные своими золотоизвлекательными фа- сти: строительству грузового и вспомогательного бриками, вывозят продукцию в виде сплава Доре флота, терминалов, комплексированию собственно авиатранспортом, но требуют устойчивой работы ледокольного сопровождения и мероприятий без- морской транспортной системы для завоза грузов. ледокольного сопровождения, совершенствованию В настоящее время можно говорить о разви- Действующие и Редкий металл Освоение Томторского месторождения явля- тии (на разных стадиях) 45 проектов освоения навигационно-гидрографического обеспечения и аварийно-спасательной готовности. перспективные проекты ется ключевым пунктом государственной подпро- минеральных ресурсов в Арктической зоне с вы- Традиционно Архангельск выполняет роль разработки ископаемых в Томторское месторождение редкоземельных граммы «Развитие производства традиционных и возом продукции и завозом грузов морским пу- порта обеспечения для развития Арктической северных регионах металлов расположено на северо-западе Якутии. новых материалов». Аукцион на право разработки тем; большая часть этих проектов расположена на зоны. Начиная с 2015 года он обеспечивает ос- Current and prospective Освоение этого богатейшего источника мине- участка «Буранный» в 2014 году выиграло ООО побережье акватории Северного морского пути. новной завоз грузов обеспечения в порты и пор- mining projects in the ральных ресурсов может сделать Россию одним «Восток Инжиниринг» (дочерняя компания ООО Проекты с подготовленной ресурсной базой и топункты в акватории Северного морского пути. northern regions из лидирующих поставщиков на международном «ТриАрк Майнинг»). В течение 2021 года долж- рынке редких и редкоземельных металлов (сегод- на быть утверждена проектная документация, а согласованными Роснедрами уровнями добычи По данным ФГБУ «Администрация Севморпути», ня эта доля составляет всего 2%, хотя по общим на конец 2023 года запланирован пуск производ- обеспечат (с учетом грузов обеспечения) грузо- в 2020 году из Архангельска на 13 портов и пор- запасам мы на втором месте в мире). Здесь обна- ства. Первая партия руды должна быть вывезе- поток на Севморпути около 60 миллионов тонн в топунктов было отгружено 1,2 миллиона тонн ружены залежи титана, скандия, неодима, лан- на в 2024 году. Предполагается, что добыча будет 2024 году. Достижение уровня 80 миллионов тонн грузов (для сравнения, из Мурманска 0,9 милли- тана, других ценных элементов и минералов. Ре- осуществляться только в зимний период при от- заявлено ПАО «НК „Роснефть“» за счет развития онов тонн), главным образом на порты Сабетта и сурсы месторождения, открытого еще в 1977 году, рицательных температурах. Руду без обогаще- проекта «Восток Ойл» в Красноярском крае с вы- Дудинка. Ограничения по осадке грузовых судов составляют более 150 миллионов тонн руды. Осо- ния (160 тысяч тонн в год) планируют доставлять ходом на терминал «Бухта Север» морского порта для порта Архангельск не сказываются в значи- бое значение месторождение приобретает сегод- через морские порты Хатанга и Архангельск на Диксон. Очевидно, беря на себя такое обязатель- мой мере на обеспечении поставок грузов обеспе- ня, когда быстрыми темпами развиваются ос- гидрометаллургический комбинат в Краснока- ство, компания исходит из ответственной оцен- чения в районы Арктической зоны, глубоковод- новные потребители редкоземельных металлов: менске (Забайкальский край) – это предприятие ки своих возможностей по подготовке ресурсной ные причалы в которых редкость. электроника, авиа- и ракетостроение, солнечная тоже должно быть построено к 2024-му. Маршрут и ветроэнергетика, электромобильный транс- транспортировки еще прорабатывается и может порт, атомная промышленность. быть скорректирован. SOZVEZDYE #35 SOZVEZDYE #35 развитие развитие development development 12 13
Минеральные ресурсы Китая
Китай богат минеральными ресурсами. По запасам минералов, составляющим 12% мировых залежей, Китай занимает третье место в мире. А по объему залежей на душу населения, который составляет 58% от мировых залежей, Китай занимает лишь 53 место. До настоящего времени, в Китае был обнаружен 171 порода минералов, подтверждены запасы 158 пород минералов (включая богатые запасы 10 пород энергетических ресурсов, 5 видов черных металлов, 41 вид цветных металлов, 8 пород редких и драгоценных металлов, 91 порода неметаллических руд, 3 вида гидроископаемых). Китай является одной из немногих стран, в которых находятся большое количество месторождений разных пород полезных ископаемых. По данным подтвержденных запасов минеральных ресурсов, Китай занимает третье место в мире по 25 породам минералов из 45 главных видов в мире и первое место по запасам 12 минералов, таких, как запасы редкоземельных металлов, гипс, ванадий, титан, тантал, вольфрам, бентонит, графит, мирабилит, барит, магнезит и сурьма.
Местоположение и состав минеральных ресурсов Китая: основные месторождения нефти и природного газа находятся на Северо-востоке, Севере и Северо-западе страны. Угольные копи располагаются во многих регионах, но в основном они сосредоточены на Северо-востоке, Севере и Юго-западе. Залежи медь находятся на Юго-западе, Северо-западе и Востоке. Залежи свинца и цинка распространены по всей стране. Запасы вольфрама, олова, молибдена, сурьмы, редкоземельных металлов сконцентрированы на Юге и Севере. Залежи золота и серебра расположены во всех уголках страны, включая Тайвань, где находятся их основные месторождения. Запасы фосфорных руд в основном располагаются в южной части страны.
Основные запасы минеральных ресурсов:
◆ Угольные ресурсы: По запасам угля Китай занимает 1- e место в мире. Разведка запасов угля в Китае оцениваются в 1 триллион тонн. Залежи каменного угля, главным образом, расположены в северо-центральной и северо-западной частях страны, в частности, в провинциях Шаньси, Шэньси и Внутренней Монголии и в других районах, где запасы угля особенно богаты.
◆ Запасы нефти и природного газа: Основные месторождения нефти и природного газа находятся в северо-западной части страны. На втором месте по объемам нефтяных запасов находятся Северо-восток, Северо-центральная часть страны вдоль морского шельфа юго-восточного побережья Китая. До конца 1998 года в Китае была проведена разведка 509 нефтепромыслов и 163 месторождений природного газа. Обнаруженные запасы нефти и природного газа оцениваются в 19 миллиардов 850 миллионов тонн и 1 триллион 950 миллиардов кубометров соответственно. По этим показателям Китай занимает 9 и 20 место в мире. Объем ресурсов нефти и природного газа континентального шельфа составляет соответственно 73,8% и 78,4% от общего объема данных ресурсов. В настоящее время в стране функционируют 6 крупных нефтепромыслов, а именно, Сунляоские нефтепромыслы, нефтепромыслы Бохайского залива, Таримские нефтепромыслы, Джунгаро-Турфанские нефтепромыслы, Сычуаньские промыслы и нефтяная разведка в районе Шаньганьнинь.
Запасы металлов:
◆ Черные металлы: Среди разведанных запасов металлов имеются запасы железа, марганца, ванадия, титана, в частности запасы железа достигают 50 миллиардов тонн. Они расположены, главным образом, в провинциях Ляонин, Хэбэй, Шаньси и Сычуань.
◆ Цветные металлы: В Китае находятся залежи всех видов существующих в мире цветных металлов, в частности, объем залежей редкоземельных металлов составляет около 80 % от общемирового показателя.. Запасы сурьмы составляют 40 % общемировых запасов. Запасы вольфрама в 5 раза превышают общемировые запасы.
Источник: http://ru.china-embassy.org/rus/zggk/t1110604.htm
За редкоземельные металлы из Афганистана поборются сильные мира сего
В Афганистане разведаны колоссальные залежи полезных ископаемых, однако добывать их самостоятельно страна не может. США и Китай уже начали бороться за триллион долларов — именно в такую сумму оценивают эти месторождения геологи.
На территории раздираемого бесконечными войнами Афганистана первые месторождения редкоземельных металлов были обнаружены еще в середине 2000-х годов, вскоре после того, как в страну для борьбы с движением «Талибан (организация запрещена в России)» вторглись коалиционные войска. А последние исследования, проведенные Геологической службой США (USGS), позволили понять истинный масштаб этих месторождений: счет идет даже не на миллиарды, а на триллион долларов. Сами афганские власти оценивают стоимость своих залежей в $3 трлн.
В ходе своей разведочной деятельности американские геологи применяли советские карты. После 1979 года СССР активно изучал возможность добычи в Афганистане — одной из беднейших стран мира — полезных ископаемых. Однако после вывода «ограниченного контингента» в конце 1980-х об этом уже никто и не думал.
Пришедшие на смену советским войскам спустя четверть века американцы оказались довольно предприимчивыми и использовали наработки «империи зла». К их удивлению, на территории, сравнимой по площади с нефтеносным штатом Техас, обнаружились колоссальные месторождения редкоземельных металлов. Первоначальные находки геологов не только подтвердились, но и увеличились в масштабах после разведки с воздуха, в ходе которой были сделаны гиперспектральные снимки местности, позволяющие идентифицировать каждый из металлов по свечению.
Кроме того, были проведены магнетические и гравитационные исследования. Первые показали, что на территории Афганистана на глубине 10 км находятся колоссальные залежи железосодержащих минералов. А вторые — что страна располагает большими запасами нефти и газа. Правда, добывать все это пока невозможно — нет ни денег, ни технологий. Всего на эти исследования американские геологи потратили два месяца и «обрисовали» весь Афганистан. Примечательно, что их изыскания полностью подтвердили те, что проводились еще советскими специалистами.
Особенно важным является обнаружение залежей редкоземельных металлов. Их там порядка 1,4 млн т.
В частности, в Афганистане найден празеодим — серебристый металл, который используется в производстве специальных стекол и для улучшения свойств некоторых сплавов. Цена 1 кг празеодима на рынке составляет порядка $200. Также обнаружены залежи церия, который используют в металлургии — например, для увеличения прочности и электропроводимости алюминия. Более того, содержащее церий стекло блокирует ультрафиолет, что позволяет активно использовать его в космосе. Что касается лантана, то он служит добавкой в различных сплавах. Неодим применяют для увеличения прочности титана в полтора раза и производства уникального неодимового стекла. Самарий широко используется в ядерной энергетике и известен своим магнитоэлектрическим эффектом. Наконец, гадолиний используется для создания магнитных носителей информации и сверхпроводников.
Помимо этого, в Афганистане разведаны залежи как минимум 60 млн т угля, 2,2 млрд т железной руды, а также горы алюминия. Еще там есть золото, серебро, цинк, ртуть и литий. Своими изысканиями ученые поделились в редакционной статье, написанной для журнала Science.
close
100%
Главной проблемой, однако, является добыча этих полезных ископаемых. У Афганистана для этого нет абсолютно ничего: ни инфраструктуры, ни денег, ни специалистов. Пока американцы занимались выводом своих войск, подсуетились китайцы, заключившие с кабульскими властями контракт на 30 лет стоимостью $3 млрд на добычу угля. А вот индийские компании собираются разрабатывать железорудные месторождения.
Тем временем американские геологи обучают афганских коллег различным премудростям своего дела, например дистанционному зондированию. Пока же ясно только одно — США и КНР еще поборются за афганские богатства. И очень много будет зависеть от того, какую позицию займет по этому вопросу новый президент исламской республики Абдулла Абдулла. С одной стороны, ему придется сражаться с талибами, в чем Кабулу готов помочь Вашингтон. А с другой — китайские контракты гораздо выгоднее, чем предложенные Соединенными Штатами.
Независимое Военное Обозрение: Российский титан завоевывает небо
В год 7-й 8-го числа 7-го месяца компания Боинг представила миру свою новинку — самолет ‘Боинг-787’, за которым уже выстроились в очередь более сорока крупнейших авиакомпаний мира. Но приоритет в приобретении нового суперлайнера будет у россиян. И это справедливо.
Ведь, как ранее сообщил генеральный конструктор самолета Джим Моррис, ключевые элементы для ‘Боинг-787 Дримлайнер’ (Boeing-787 Dreamliner) разрабатывались в Московском центре ‘Боинг’, где трудятся 300 российских инженеров. По словам господина Морриса, российские инженеры проектировали элементы носовой части фюзеляжа, пилоны навески двигателей, а также переднюю кромку крыльев, предкрылки и элементы титановых конструкций шасси. Поставщиком же титановых элементов для конструкции ‘Боинг-787’ стала российская компания ‘ВСМПО-АВИСМА’. ‘Этот самолет на 10% своего веса состоит из российского титана’, — подчеркнул господин Моррис. Иными словами, по титановым конструкциям он наполовину российский, так как общая доля этого металла в самолете достигает 20 процентов.МНОГО ЗВАНЫХ, НО МАЛО ИЗБРАННЫХ
Многие страны имеют залежи минералов, содержащих титан, — Австралия, Канада, Индия, Норвегия, США, Украина, ЮАР. Однако, как говорится, много званых, но мало избранных. Далеко не во всех даже экономически развитых странах сумели освоить производство и технологию обработки этого самого легкого и одновременно самого прочного металла.
Титан открыли более 100 лет назад, но сам он не раскрылся человеку. Основная проблема его производства — степень очистки металла. Даже незначительные доли примеси делали его хрупким. Около века назад металл посчитали бесперспективным, и таковым он оставался примерно до середины 40-х годов двадцатого столетия. В 1948 году американцы выплавили первый промышленный титановый слиток. Российские металлурги, хотя и отстали на старте, но затем быстро догнали заокеанских конкурентов. Сегодня Россия и США стали партнерами в авиастроительной отрасли. Это произошло в немалой степени благодаря нашим передовым технологиям в обработке титана и изделий из его сплавов. Мы можем гордиться, что американские самолеты будут делать из российского титана. Производство и обработку этого металла с полным основанием можно отнести к нашим национальным достижениям. Огромная заслуга в этом принадлежит корпорации ‘ВСМПО-АВИСМА’.
Любая история пишется языком своего времени. Время предприятия — это годы войны и противостояния политических систем, освоения космоса и конверсии оборонной промышленности и, наконец, вхождения в мировой рынок. Страницы летописи ‘ВСМПО-АВИСМА’ открывают многие главы развития российской авиации и космонавтики.
Крупнейший в мире и практически единственный в России производитель титана — Верхнесалдинский металлургический завод, на базе которого была образована корпорация ‘ВСМПО-АВИСМА’, дал первую плавку в 1933 году. Специалисты отмечали, что ввод в строй этого завода способствовал изменению технического уровня производства материалов для авиации. Но о титане в те годы не было и речи. В самолетостроении заканчивалась фанерно-тканая эпоха, начиналась алюминиевая, и созданное предприятие играло в ней ключевую роль, занимало особо ответственное положение в экономике страны. Завод производил из алюминия детали и полуфабрикаты, предназначенные для строительства моторов и цельнометаллических самолетов. Таковы были нужды СССР, и крылатый металл, как называли алюминий, выполнял задачи своего времени.
Военные годы подтвердили особый статус завода. Эвакуированный в 1941 году из Москвы на Урал, в Верхнюю Салду, он обеспечивал легкими сплавами военную авиацию и другие оборонные отрасли производства.
Другие времена ставят иные цели. Соперничество с американцами, прежде всего в военной сфере, способствовало разработке новых средств вооружения. В середине прошлого века на арену вышел титан.
Как известно, военные самолеты, ракеты, подводные лодки работают в экстремальных условиях и режимах. Кроме того, конструкторы новой авиатехники столкнулись с проблемой высоких температур обшивки корпуса. К конструкционным материалам летательных аппаратов сверхзвуковых скоростей предъявлялись более жесткие требования.
Незаменимым металлом для новой авиации и космонавтики стал титан, который обладает особыми свойствами: легкостью в сочетании с прочностью, исключительной коррозионной стойкостью, высоким уровнем специальных характеристик, хорошими технологическими и физическими свойствами. Сочетание этих ценных качеств делает титан уникальным материалом. Освоение его производства и обработки кардинально решило многие проблемы авиакосмической отрасли.
ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ
Верхнесалдинский металлургический завод сменил профиль в середине 50-х годов. По решению правительства здесь было организовано крупномасштабное промышленное производство продукции из титановых сплавов. В 1957 году был выплавлен первый слиток, а к концу семидесятых годов за счет реконструкции действующего производства и строительства новых цехов предприятие стало одним из крупнейших в мире производителей слитков и большинства видов проката из титановых сплавов. К концу 80-х годов завод вывел Россию в число мировых лидеров по производству этого металла.
К этому времени ВСМПО стало элитным подразделением военно-промышленного комплекса страны с мощным многопрофильным производством, оснащенным уникальным оборудованием. На него пришли трудиться высококвалифицированные научно-технические и рабочие кадры.
Завод приступил к выпуску проката: штамповок, листов, плиток, прутков, профилей, труб и слитков. Из алюминиевых сплавов начали делать крупногабаритные экструдированные панели и профили, штамповки. Половина всей продукции использовалась в гражданской и военной авиации.
ВСМПО стало основным поставщиком металла для большинства аэрокосмических проектов: пассажирских самолетов Ту-154, Ту-204, Ил-86, Ил-96, Ан-124, вертолетов семейства ‘Ми’, военных самолетов марки ‘Су’, ‘МиГ’, ‘Ту’. Титан быстро завоевал небо, а потом отправился в космос. Он использовался в строительстве ракетного комплекса ‘Энергия-Буран’ и космического комплекса ‘Союз-Аполлон’. Одновременно титан спустился в океанские пучины. Ему нашли применение в судостроительной отрасли, приступив к строительству атомных подводных лодок и другой оборонной техники.
В 90-х годах прошлого века Верхнесалдинский металлургический завод вышел на мировой рынок титана. Это была вынужденная мера сохранения уникального производства. В то смутное время заказы на титан от отечественных потребителей практически иссякли. Приходилось рассчитывать только на собственные силы. А сил у предприятия оказалось достаточно много, чтобы вступить в конкурентную борьбу на условиях уже сложившегося мирового рынка титана. Американские, японские, европейские авиастроители вначале настороженно отнеслись к новому производителю сверхпрочного металла. Однако их убедил высокий уровень развития российского производства. Войти в мировой авиационный и индустриальный рынок и занять там свою нишу удалось достаточно быстро.
Сегодня корпорация ‘ВСМПО-АВИСМА’ — ведущий поставщик титановой продукции для таких мировых компаний, как Boeing, Airbus, Embraer, Goodrich, SNECMA, Rolls Roys, Pratt&Whitney и других. Корпорация поставляет титан предприятиям и других отраслей промышленности: химического машиностроения, энергетики, в том числе атомной, производства медицинских имплантатов.
На самом деле применение титана постоянно растет во всех сферах производства и повседневного быта. Чаще всего этот металл ассоциируется с ценными изделиями, такими как наручные часы, оправы для очков, спортивные товары и ювелирные изделия. В зависимости от непосредственного назначения он конкурирует с никелем, нержавеющей сталью и циркониевыми сплавами. Многообещающие признаки роста показывает автомобильный сектор. В системах подвесок, например, замена стальных пружин на титановые дает преимущество в виде уменьшения веса на 60%. Также титан применяют в производстве коленчатых валов, соединительных тяг и выхлопных систем. Электростанции и заводы по опреснению морской воды также являются важными областями для роста применения титана. Развивается производство титановых подложек для жестких дисков персональных компьютеров.
На российском рынке ‘ВСМПО-АВИСМА’ полностью удовлетворяет потребности в титановой продукции авиационных, оборонных, машиностроительных предприятий. Корпорация остается надежным партнером более 1000 заказчиков в России и других странах СНГ. В числе заказчиков предприятия: ‘Сухой’, КнААПО, НПК ‘Иркут’, ‘Авиант’, УМПО, ‘Салют’, ‘Сатурн’, ПМЗ, ‘Мотор Сич’ и другие.
Корпорация ‘ВСМПО-АВИСМА’ сертифицирована практически всеми мировыми производителями авиационно-космической техники. Это единственная в Российской Федерации компания, имеющая более 250 международных сертификатов качества.
РЕВОЛЮЦИЯ В АВИАСТРОЕНИИ
В настоящее время происходит принципиальная перестройка всей материаловедческой концепции формирования конструкции самолетов. Перед разработчиками авиатехники стоят задачи по снижению веса, расхода топлива и эксплуатационных затрат, увеличению дальности полета.
На дальние расстояния полет станет более комфортным, если рейс не транзитный, если люди не теряют время в промежуточных пунктах. Быстрее прибыть в пункт назначения на личные и деловые встречи — мечта каждого пассажира. Авиаперевозчики, пассажиры, летчики с нетерпением ожидают таких авиалайнеров, которые будут способны преодолевать маршруты протяженностью более 15 тысяч километров без посадок и дозаправок. Этого можно достичь, если авиатехника станет максимально эффективной в эксплуатации, точнее, сверхэкономичной.
В XXI веке эти задачи решают с помощью широкого использования композиционных материалов на основе углеволокна и титановых сплавов. Последние заменяют сталь и алюминиевые сплавы. Алюминий постепенно выводится из конструкций, поскольку активно взаимодействует с ними и коррозирует. Этим процессам не подвержен титан. Он увеличивает ресурс высоконагруженных деталей, а значит — и сроки эксплуатации самолетов. Титан обладает большими преимуществами перед другими металлами и материалами в весовой характеристике. А чем легче самолет, тем он экономичнее. В новых, буквально революционных, проектах летательных аппаратов американских и европейских авиастроителей доля титана возрастает в несколько раз.
Авиалайнер В787 Dreamliner компании Boeing — лидер нового поколения самолетов — самый экономичный, один из самых комфортных. Он будет иметь дальность полета, сопоставимую с дальностью современных широкофюзеляжных самолетов. Показатель потребления топлива у В787 на 20 процентов ниже, чем у самолетов подобного класса. И он на 20 процентов состоит из титана (для сравнения: этот показатель в В777 — девять процентов).
Корпорация ‘ВСМПО-АВИСМА’ определена ведущим и единственным за пределами США поставщиком титана для этого самолета. В новом авиалайнере, впервые в истории американского самолетостроения, применен новый высокопрочный титановый сплав, разработанный за пределами страны. Это сплав VST 5553, созданный профессионалами ВСМПО. Из него изготавливаются десятки новых наименований штамповок. В их производстве у корпорации нет равных.
Уральская корпорация является также основным поставщиком титана для конкурента американской компании Boeing — европейской авиастроительной фирмы Airbus. Самолет этой компании А380 садится на шасси, в составе которого самая большая в мире горизонтальная балка, изготовленная из салдинской титановой штамповки. Таких крупногабаритных изделий больше никто делать не может. Высокое качество обеспечивается изготовлением их на модернизированном кузнечном оборудовании, самом мощном и современном в мире. В 2007 году начинается новая работа над проектом Airbus A350, для которого корпорация будет делать штамповки.
Надеждой российского авиапрома называют региональный самолет SuperJet100 компании ‘Гражданские самолеты ‘Сухого’. Это первый самолет такого класса, созданный в XXI веке. Титана в нем немного, но он содержится в самых ответственных узлах авиалайнера. И титан этот — корпорации ‘ВСМПО-АВИСМА’.
Сегодня уральская корпорация входит практически во все новые проекты мирового авиастроения, став ведущим поставщиком титана и помогая реализовать создателям самолетов их самые смелые мечты.
Свою продукцию в составе современных летательных аппаратов корпорация ‘ВСМПО-АВИСМА’ продемонстрирует на ‘МАКС-2007’ в подмосковном Жуковском. Наш глаз будет любоваться легкостью и грациозностью современных летательных аппаратов. Но уже невозможно применить к ним журналистский штамп ‘стальные птицы’. Они все более становятся титановыми. А делает их такими — легкими и экономичными — продукция корпорации ‘ВСМПО-АВИСМА’.
Полная или частичная публикация материалов сайта возможна только с письменного разрешения редакции Aviation EXplorer.
ИЗК СО РАН — Институт земной коры СО РАН
На днях исполнилось 65 лет со дня основания иркутского Института земной коры СО РАН. Созданный в феврале 1949 года распоряжением Совмина СССР как научная структура, предназначенная для изучения геологии, минеральной базы и инженерно-геологических условий Восточной Сибири, он впоследствии стал первым академическим институтом, положив начало Восточно-Сибирскому филиалу АН СССР.
В ходе юбилейной научной сессии были представлены доклады, рассказывающие о перспективных направлениях работы института. Одно из них – рудная тематика, которую представил директор института, доктор геолого-минералогических наук Дмитрий Гладкочуб.
Вообще-то, сказал он, это не новое направление, а скорее возвращение к подзабытому прошлому. Еще при создании института большое внимание уделялось изучению рудных проявлений. Из сектора информации выросла целая лаборатория рудных месторождений, руководимая Петром Михайловичем Хреновым, ставшим впоследствии директором ВостСибНИИГГиМСа.
Последний всплеск этих работ пришелся на начало 90-х годов. В основном они касались исследования золотоносных проявлений Прибайкалья и Забайкалья. Надо отметить, что институт внес большой вклад в поиски рудного золота. Одним из лауреатов Ленинской премии, которой была удостоена группа геологов за открытие месторождения «Сухой лог», стал сотрудник института Владимир Буряк.
– А сегодня мы занимаемся всем, что касается геологии, но практически не затрагиваем вопросов формирования месторождений и закономерностей их образования и размещения, – подытожил Дмитрий Гладкочуб. – Я считаю, что пришла пора исправить это упущение.
Понятно, сказал он, что сразу заявить о себе как крупном исследовательском центре по поиску и освоению новых месторождений по всей Сибири – дело нереальное. Поэтому, проанализировав тенденции развития в стране рудной тематики, решено сконцентрировать свои усилия на прогнозировании залежей редких и редкоземельных металлов. К этому решению склонило и то обстоятельство, что в прогнозе научно-технологического развития РФ они отнесены к разряду стратегических металлов, востребованных промышленностью, на поиски которых должно быть обращено особое внимание.
Еще в 1996 году был утвержден список редких и редкоземельных металлов, представляющих стратегический интерес: литий, бериллий, цирконий, тантал, ниобий, титан, молибден, вольфрам и др. Залежи многих из них находятся на территории Иркутской области. Например, на юге, в Присаянье, размещается крупнейшая тантало-ниобиевая провинция. Хотя она уже частично эксплуатируется, но до сих пор нет ответа на многие вопросы ее происхождения. Каким чудесным образом залежи редких металлов сконцентрировались именно в этой краевой части сибирской платформы? Почему именно такой набор металлов характерен для этих месторождений? В чем закономерность размещения?
– Коль до сих пор нет ответов, у нас широкое поле для научных и отчасти прикладных исследований, – подчеркнул Дмитрий Гладкочуб.
Снова становится востребованной слюда. Как известно, из трех крупнейших слюдяных провинций в стране две находятся именно в Иркутской области. Представляет интерес и поиск урановых руд на севере Байкала. Появились новые методы по определению месторождений рудного золота. Они уже успешно апробированы в Забайкалье.
В числе конкурентных преимуществ Института земной коры перед институтами геологического профиля его директор отметил наличие подготовленных научных кадров, которые занимались прежде структурами рудных полей, владение новейшими методами поиска месторождений, в частности, аргонным датированием сопутствующих минералов и опытом проведения геодинамических реконструкций, позволяющих выявить механизм формирования месторождений.
Институт уже не первый год занимается определением коренной и россыпной алмазоносности Иркутской области. Разработана рабочая гипотеза поиска алмазов на юге Сибирской платформы. Совместно со специалистами Иркутскгеологии составлены структурная карта древнего фундамента этой территории и прогнозная карта для поиска алмазов в регионе.
Пользуясь выводами ученых, геологи компании «Сибирские алмазы» уже ведут разведку на указанных территориях. На ряде площадей выявлены ареалы спутников алмазов, вскрыто трубочное тело, выполненное кимберлитоподобными породами, и обнаружены сами алмазы весом до полутора карат. Также подготовлено к проверке более 50 магнитных аномалий.
Как считают ученые, первая стадия регионального изучения алмазоносности Иркутской области успешно завершена. А эта стадия очень существенна, без нее ни одна крупная алмазодобывающая компания не будет вкладывать деньги в дальнейшие поиски. Сотрудники института же уверены в своих выводах. Если в 2006 году они давали прогнозную оценку наличия на территории области запасов алмазов в 212 млн карат, то в настоящее время подняли эту цифру до 646 млн карат.
— — — — — — — — — — — — — —
Источник: http://www.ogirk.ru/news/2014-04-11/40757.html
Ресурсы, запасы и производство титана — Металпедия
Ресурсы, запасы и производство титана — Металпедия- Ресурсы, запасы и производство титана
- Титан присутствует в земной коре на уровне около 0,6% и поэтому является четвертым по распространенности структурным металлом после алюминия, железа и магния. В природе титан всегда связан с другими элементами. Он присутствует в большинстве магматических горных пород и образовавшихся из них отложениях (а также в живых существах и естественных водоемах).Из 801 типа магматических пород, проанализированных Геологической службой США (USGS), 784 содержали титан. Его доля в почвах составляет примерно от 0,5 до 1,5%. Он широко распространен и встречается в основном в минералах анатазе, бруките, ильмените, перовските, рутиле и титаните (сфене). Наиболее важными минеральными источниками являются ильменит (FeTiO3) и рутил (TiO2).
- Значительные месторождения титансодержащего ильменита существуют в Западной Австралии, Канаде, Китае, Индии, Мозамбике, Новой Зеландии, Норвегии, Украине и Южной Африке, а месторождения рутила находятся в Южной Африке, Индии и Сьерра-Леоне.
- Основные регионы месторождения ильменита: восточное побережье и западное побережье Австралии; Ричардс-Бэй в Южной Африке; восточное побережье Америки; Керала в Индии; восточное побережье и южное побережье Бразилии.
- Основные регионы месторождения рутила: восточное побережье и западное побережье Австралии; юго-западное побережье Серра-Леоне; Полезные ископаемые в заливе Ричардс в Южной Африке, Канаде, Китае и Индии относятся к минералам титановой породы, первичному минералу, характеризующемуся более низким содержанием титановых концентратов, богатыми запасами и сосредоточенными производственными площадями.С более высоким содержанием сырой руды и рассеянными ресурсами россыпные минералы титана в основном встречаются в Австралии и США. Южная Африка богата как минералами горных пород, так и россыпными минералами.
- Рутил и ильменит извлекаются из песков, которые могут содержать лишь несколько процентов по весу этих минералов. После отделения ценных минералов оставшиеся пески возвращаются на месторождение, а земля рекультивируется. В Соединенных Штатах богатые титаном пески добывают во Флориде и Вирджинии.
- Титан получают из различных руд, встречающихся в естественных условиях на Земле. Ильменит (FeTiO3) и рутил (TiO2) являются наиболее важными источниками титана.
- По данным USGS, на ильменит приходится около 92% мирового потребления титановых минералов. Мировые ресурсы анатаза, ильменита и рутила составляют более 2 миллиардов тонн. Выявленные запасы составляют 750 млн тонн (ильменит плюс рутил).
- Из приведенной ниже таблицы видно, что Китай с 20 миллионами тонн, что составляет 29% от мировых запасов, в настоящее время является страной с наибольшими запасами ильменита.Между тем, Австралия с запасами рутила в 24 миллиона тонн, что составляет 50% от общемировых запасов, в настоящее время является страной с наиболее богатыми запасами рутила.
- Общие мировые запасы ильменита составляют около 700 миллионов тонн, в то время как запасы рутила намного меньше и составляют около 48 миллионов тонн.
- Согласно данным Геологической службы США, Китай обладает крупнейшими в мире запасами титана: на сегодняшний день выявлено в общей сложности 200 миллионов тонн, что составляет 28.9% от общемирового. Ильменит является основным источником титана в Китае, рутил составляет очень небольшую часть от общего количества.
- Около 108 шахтных полей в 21 провинции, автономном районе и муниципалитете были обнаружены ресурсы титана, среди которых наиболее заметными являются Паньси в Сычуани, Чэнду в Хэбэ, а также другие месторождения в Юньнани, Хайнане, Гуанси и Гуандуне. Провинция Сычуань — передовой из этих районов добычи полезных ископаемых.
- Первичные месторождения титановой руды и россыпи титана имеют большое значение для Китая.Паньси и Чэндэ обладают большей частью общих первичных резервов страны.
- россыпных месторождений титана также распределены в провинциях Хайнань, Юньнань, Гуандун и Гуанси. В провинциях Хэнань, Хубэй и Шаньси запасы рутила ограничены.
- По данным USGS, в 2013 г. ведущими производителями титановых концентратов были ЮАР (1,22 млн тонн), Австралия (1,39 млн тонн), США (300 тыс. Тонн), Китай (950 тыс. Тонн), Канада (770 тыс. Тонн). тыс. тонн) и Индии (366 тыс. тонн).
- Несмотря на то, что Соединенные Штаты добывают и перерабатывают титан и диоксид титана, они по-прежнему импортируют значительные количества и того, и другого. Металлический титан импортируется из России (36%), Японии (36%), Казахстана (25%) и других стран (3%). Пигмент TiO2 для красок импортируется из Канады (33%), Германии (12%), Франции (8%), Испании (6%) и других стран (36%).
- Из приведенных выше данных мы видим, что титановые концентраты в Китае в основном извлекаются из ильменита и очень мало из рутила.В Китае основными производителями титанового концентрата являются провинция Сычуань, Хайнань и Хэбэй. Хотя ресурсы титана в Китае изобилуют, его содержания недостаточно для производства высококачественных титановых концентратов, что требует импорта из таких стран, как Австралия, Вьетнам и Индия. В настоящее время Вьетнам является крупнейшим источником импорта Китая.
- О нас Свяжитесь с нами
- Metalpedia — это некоммерческий веб-сайт, цель которого — расширить знания о металлах и предоставить пользователям обширную справочную базу данных.Он в максимальной степени предоставляет пользователям достоверную информацию и знания. Если есть какое-либо нарушение авторских прав, пожалуйста, сообщите нам через нашу контактную информацию, чтобы незамедлительно удалить такой контент, нарушающий авторские права.
Отдел геологии и минеральных ресурсов
Алюминий | Мышьяк | Барит | Кобальт | Графитовый | Гафний | Марганец | Ниобий | REE | Тантал | Олово | Титан | Вольфрам | Уран | ЦирконийХарактеристики титана
Элемент титан — очень прочный металл с низкой плотностью.Титан — немагнитный серебристый металл с химическим обозначением Ti. Он устойчив к коррозии и имеет очень высокое отношение прочности к весу. Титан преимущественно связан с минералами рутилом и ильменитом (табл. 1). Титан используется в основном как диоксид титана для белых пигментов.
| Минеральное название | Химическая формула | Удельный вес | Ti% |
|---|---|---|---|
| Рутил | TiO 2 | 4.25 г / куб.см | 59,94 |
| Ильменит | Fe +2 TiO 3 | 4,79 г / куб.см | 31,56 |
| Анатас | TiO 2 | 3,88 г / куб.см | 59,94 |
| Брукайт | TiO 2 | 4,12 г / куб.см | 59.94 |
| Перовскит | CaTiO 2 | 4,03 г / куб.см | 35,22 |
| Титанит | КАТИСИО 5 | 3,55 г / куб.см | 18,16 |
Таблица 1: Минералы, содержащие элемент Титан
Использование титана
Хотя титан был открыт в 1791 году, он не использовался за пределами лаборатории до 20-го века, когда ученые смогли отделить его от минералов-хозяев, что было трудным и дорогостоящим процессом.Титан считается «критически важным минералом» в отечественной металлургии, которая служит аэрокосмическим, оборонным и энергетическим технологиям (Fortier and others, 2018). Основное применение диоксида титана — пигменты и металлический титан, используемый для сплавов в сталелитейной промышленности. К 1950-м годам титан стал применяться в конструкции военной авиации, требующей малой прочности. Из-за его устойчивости к высоким температурам и низкой плотности большая часть (80 процентов) титана в настоящее время используется в аэрокосмической технике.Другие приложения включают химическую обработку, производство электроэнергии, пигменты и морское оборудование. Титан нетоксичен и не вступает в реакцию с живыми тканями, что делает его безопасным для использования в медицинских процедурах, требующих имплантатов, штифтов и искусственных суставов.
Кристалл ильменита.
Фото любезно предоставлено Робертом Лавински https://www.mindat.org/photo-65675.html
Геология титана
Элемент титан не существует в своей элементарной форме в природе, скорее, он обычно находится в химической комбинации с кислородом или железом.Связанные с кислородом оксиды титана могут присутствовать в самых разных вулканических породах при высокой температуре и давлении в таких минералах, как рутил и ильменит. Обогащенные титаном минералы ильменит и рутил являются обычными составляющими многих метаморфических, магматических и осадочных пород, а также кварцевых жил. Титансодержащие минералы, такие как рутил, устойчивы к атмосферным воздействиям и, таким образом, могут выветриваться из вмещающих пород и накапливаться в сапролите, почве или переноситься и накапливаться в виде тяжелых минеральных песков в условиях осадконакопления.Анортозит (разновидность габбро, состоящая в основном из кальциевого полевого шпата плагиоклаза и следов минералов силиката железа, магния и алюминия) и нельсонит (гипабиссальная интрузивная порода, состоящая в основном из ильменита и апатита с переменным количеством рутила) являются двумя основными типами пород. этот источник титана в Вирджинии (Pegau, 1956).
| Минеральная система | Тип депозита | Геологические провинции |
|---|---|---|
| Россыпь | Ильменит / рутил / лейкоксен | Прибрежная равнина |
| Апатит-оксид железа (IOA) / химическое выветривание | остаточная концентрация и магматический Ti-Fe-P (анортозит, нельсонит) | Пьемонт, Голубой хребет |
| Апатит оксид железа (IOA | магматический Ti-Fe-P (дайки нельсонитов) | Долина и хребет и Пьемонт |
Таблица 2: Перспективные системы минералов титана, типы месторождений (Hofstra and Kreiner, 2020) и геологические провинции в Вирджинии
Титан в промышленности
Титан относительно широко распространен на Земле, хотя обычно встречается в небольших концентрациях.США не поддерживают поставки титана в запасы национальной обороны и на 91 процент зависят от импорта из Японии, Казахстана, Украины, Китая, России, где существуют значительные месторождения ильменита. В США титан в меньших количествах добывается в Неваде и Юте. Вирджиния — один из трех штатов США, которые в настоящее время производят минералы титана.
В Вирджинии титан добывался в нескольких местах из минералов ильменита (FeTiO 3 ) и рутила (TiO 2 ).Примерно с 1900 года добыча росла, пока Вирджиния не стала основным производителем ильменита и рутиловых концентратов в Соединенных Штатах с 1939 по 1944 год. К 1950 году производство рутила в Вирджинии прекратилось, но производство ильменита составило примерно 30 тысяч тонн (Pegau, 1956).
Округа Нельсон и АмхерстТитан был впервые добыт в Вирджинии в 1901 году. Место, называемое районом Розленд-Пайни-Ривер, состоит из анортозитовой породы, простирающейся в юго-западном направлении от южного округа Нельсон до округа Амхерст, на расстоянии около 13 миль (см. Карту ниже).В районе Розленд-Пайни-Ривер нельсонит встречается в виде дайкообразных интрузивных тел внутри и на окраинах анортозита Розленд, который содержит вкрапленные рутил и ильменит. Росс (1941) сообщил о доказательствах замещения ильменита в дайках нельсонита, в то время как другие предположили когенетическое происхождение через магматическую сегрегацию (Watson and Tabor, 1913; Kolker, 1982) или как комбинацию кумулятивного происхождения и мобилизации в дайкообразные тела. (Dymek, 0wens, 2001). Эти богатые титаном породы позволяют производить сапролит, богатый титаном.Большая часть исторического производства рутила и ильменита была получена из сапролита, образовавшегося на выветрившихся коренных породах в районе Розленд-Пайни-Ривер. Первоначально извлеченный титан использовался в качестве красителя в керамике. Начиная примерно с 1920 года, ильменит из этого района также добывался и обрабатывался для извлечения титана для использования в качестве пигмента краски и сплавов титана и стали. Добыча титана в районе Розленд Пайни Ривер закончилась в 1971 году.
Области добычи титана в Вирджинии
Округа Ганновер и ГучлендВ 1910 году месторождения рутила были обнаружены в восточной части Пьемонта в графствах Ганновер и Гучланд (см. № 2 на карте выше).Здесь мощные сапролиты покрывают гранитные биотитовые гнейсы, прорванные дайками рутил- и ильменитсодержащих пегматитов, а также диоритом, диабазом и пироксенитом (Watson, 1913). Рутил с ильменитом выветрились из вмещающей породы и могут быть обнаружены в виде мелкого песка и масс в вышележащем сапролите (Watson, 1913).
Сегодня промышленный полевой шпат добывается в округе Ганновер из метанортозита Монпелье. Это крупнокристаллическое метаморфизованное тело анортозита прорвало протерозойские породы террейна Гучленд в восточной части Пьемонта.Метанортозит Монпелье изначально добывался для получения титансодержащего рутила и ильменита компанией Metal and Thermit Corporation, начиная с 1957 года. Этот объект был приобретен US Silica Corporation в 1993 году и с тех пор производит полевой шпат и кремнеземные продукты на горнодобывающих и перерабатывающих предприятиях недалеко от Монпелье. к северо-западу от Ричмонда.
Округ РоанокТитановые минералы также были добыты в небольшом масштабе в округе Роанок. Порода нельсонит, содержащая ильменит и апатит, впервые была обнаружена в этом районе еще в 1890 году.Несмотря на то, что некоторые образцы богатой ильменитом руды были добыты и переработаны в Ричмонде, и имеются записи о последующей разведке полезных ископаемых в этом районе, участок был заброшен, и дальнейшая добыча не велась (Watson and Taber, 1913).
Округа Динвидди и ГринсвиллВ восточных округах Динвидди и Гринсвилл экономические тяжелые минеральные пески, содержащие титан, встречаются в виде палеопластовых отложений вдоль ныне обнаженной древней береговой линии. Тяжелые минералы были естественным образом сконцентрированы на прибрежных пляжах эпохи плиоцена и дюнных песках под действием ветра и волн.Ключевые тяжелые минералы в этих месторождениях включают ильменит, рутил, циркон и лейкоксен (смесь измененных титансодержащих минералов). В 1996 году началась добыча и переработка тяжелых минеральных песков на месторождении Олд Гикори. Вторая шахта (Бринк) была разрешена примерно в 19 милях к югу в округе Гринсвилл в 2008 году. пески добываются экскаватором, а затем обрабатываются для разделения каждого тяжелого минерала (ильменита, лейкоксена, рутила и циркона) по весу и магнетизму.В 2017 году Iluka Resources Ltd. приостановила свою деятельность, но продолжает арендовать горнодобывающие предприятия на этих участках.
Отложения тяжелого минерального песка плиоцена считаются наземным аналогом того, что может представлять собой неоткрытый экономический ресурс, содержащийся в песчаных отмелях, которые образовались на внешнем континентальном шельфе Вирджинии. В исследовании, которое включало анализ 390 проб отложений из морских вибраокоренных и отборных проб, Берквист (1990) сообщил о концентрациях одного или нескольких полезных ископаемых, которые были равны или превышали пороговые уровни экономичности для береговых отложений.Отдел геологии и минеральных ресурсов Вирджинии проводит исследования для оценки потенциала морских ресурсов.
Berquist, C.R. Jr., 1990, Химический анализ морских образцов тяжелых минералов, внутренний континентальный шельф Вирджинии. В: Berquist, C.R., Jr., (редактор), Исследования тяжелых минералов Внутренний континентальный шельф Вирджинии: Публикация 103 Отделения минеральных ресурсов Вирджинии, стр. 109–124.
Дымек, Р.Ф. и Оуэнс Б.Е., 2001, Петрогенезис апатит-богатых пород (нельсонитов и оксидно-апатитовых габброноритов), связанных с анортозитами массивов: Economic Geology v.96, стр. 797-815.
Fortier, SM, Nassar, NT, Lederer, GW, Brainard, J., Gambogi, J., and McCullough, EA, 2018, Draft Critical Mineral List — Summary of Methodology and Background Information — US Geological Survey Technical Input Document in Response к Распоряжению Секретаря № 3359: Открытый отчет Геологической службы США за 2018-1021, 15 стр.
Хофстра, А.Х., Крейнер, округ Колумбия, 2020, Таблица систем-месторождений-товаров-критических минералов для Инициативы по ресурсам картирования Земли: У.S. Отчет геологической службы в открытом доступе за 2020-1042 гг.
Джонсон, С. С., 1964, Минеральные пигменты железа и титана в Вирджинии: Virginia Minerals, т. 10, н. 3, стр. 1-6.
Колкер А., 1982, Минералогия и геохимия оксидов Fe-Ti и месторождений апатита (нельсонита) и оценка гипотезы жидкой несмешиваемости: Economic Geology v. 77, n. 5, стр. 1146-1158.
Ньютон, М. и Ромео А.Дж., 2006 г., Геология месторождения тяжелого минерального песка Старый Гикори, округа Динвидди и Сассекс, Вирджиния.В: Reid, C.J. (ed), Proceedings of the 42nd Forum on the Geology of Industrial Minerals. Геологическая служба Северной Каролины, Информационный циркуляр 34, стр. 464-480.
Пегау А.А., 1956, Титан: Отдел минеральных ресурсов Вирджинии, Циркуляр по минеральным ресурсам 5, 17 стр.
Росс, C.S., 1941, Возникновение и происхождение титановых месторождений в округах Нельсон и Амхерст, Вирджиния: U.S. Geological Survey Professional Paper 198, 59 p.
Уотсон, Т.Л., Табер С., 1913, Геология титановых и апатитовых месторождений Вирджинии: Бюллетень геологической службы Вирджинии III-A, 308 с.
Уотсон, Т. Л., 1913, Рутиловые месторождения восточной части Соединенных Штатов, Вклад в экономическую геологию, часть I.
Титановая руда — Kyocera SGS Europe
Титановые руды и промышленная добыча титана
Титан — 9-й по величине элемент на планете. Он содержится как в оксидных, так и в силикатных минералах.Земная кора на 90% состоит из силиката, титан присутствует в
концентрациях от 0 до 1%. В таких низких концентрациях извлекать неэкономично. Между тем оксиды титана имеют концентрации от 15 до> 95%. Те, у кого больше 25%, являются лучшими источниками для производства. Из оксидов титана рутил (TiO2) и ильменит (FeTiO3) имеют самые высокие концентрации и являются основными промышленными оксидами титана в мире.
Титан можно добывать из интрузивных кристаллических пород, выветрелых пород и рыхлых отложений.Половина всего добываемого титана поступает из рыхлых отложений, известных как россыпные отложения на береговой линии. Россыпи — это наносные отложения, образованные реками, когда они достигают моря. Взвешенные отложения имеют разную плотность, известную как удельный вес. Река будет откладывать различные отложения, поскольку ее скорость колеблется, образуя отдельные слои наносов. Титановые руды, ильменит и рутил находятся в россыпях по всему миру.
Как образуются рутил и ильменит?
Рутил традиционно использовался в качестве основного сырья при производстве металлического титана.Его название происходит от латинского rutilus, что означает красный. Его темно-красный цвет вызван примесями железа в его решетке. Рутил образуется при высоких давлениях и температурах как вспомогательный минерал в метаморфических породах, таких как эклогит. Добывать рутил из первичной породы неэкономично, поэтому его извлекают из выветрелых отложений в минеральных песках.
Сьерра-Леоне — крупнейший в мире экспортер рутила с одними из крупнейших в мире природных запасов рутила. Важные сайты включают Gbangbama, Rotifunk, Sembehun и Kambia.Титановые руды являются вторым по величине экспортом Сьерра-Леоне после алмазов и играют важную роль в восстановлении страны после гражданской войны.
Рудный ильменит гораздо более богат, чем рутил. Он образуется в магматических очагах в интрузивных породах, таких как нортит, анотозит и габбро. Ильменит затвердевает при гораздо более низкой температуре, чем другие минералы. Это заставляет его опускаться на дно камеры по мере охлаждения. Этот процесс, известный как «магматическая сегрегация», занимает сотни лет и приводит к образованию отдельных слоев минералов.В отличие от рутила, который является акцессорным минералом, эти слои ильменита считаются первичными месторождениями.
Ильменит может добываться как из слоистых интрузивных месторождений, так и из месторождений тяжелых полезных ископаемых. Он часто встречается вместе с рутилом в месторождениях тяжелых полезных ископаемых. Ильменит используется для производства пигмента диоксида титана
или его можно перерабатывать в сырье, которое можно использовать при производстве титана. Это стало более обычным явлением, поскольку жизнеспособных рутиловых отложений становится все меньше. Южная Африка и Австралия являются одними из крупнейших в мире производителей ильменита, каждый из которых добывает более миллиона метрических тонн в год.
Добыча титана из интрузивных пород ограничивается ильменитом и его выветренным производным лейкоксеном. Самый крупный открытый ильменитовый рудник — Теллнес в норвежском муниципалитете Сокндал.
Разработка месторождений россыпей титана
Добыча россыпных месторождений осуществляется либо методом мокрой дноуглубительной, либо сухой разработки. Высота уровня грунтовых вод, на котором находится отложение, определяет, какой метод требуется.
Добыча титана мокрым экскаватором
При добыче земснарядами искусственный водоем создается путем выкапывания грунта ниже уровня грунтовых вод.Некоторые предприятия заполняют шахтные пруды водяными насосами. Прикрепленное к плавучей земснаряде роторно-всасывающее колесо используется для удаления тяжелых минеральных отложений с земли. Затем осадок концентрируется, пропуская его через набор наклонных цилиндрических грохотов, так как они вращают слишком мелкий для обработки материал, падающий через грохоты.
Частицы, которые продвигаются так далеко, затем сортируются спиральным концентратором, а желоб сортирует взвешенные в воде частицы в зависимости от их размера и плотности.Их смывают водой по желобу. Частицы с высокой плотностью остаются ближе всего к внутренней части поперечного сечения спиральных желобов, а частицы с более низкой плотностью находятся на внешнем крае. Отсортированные отложения затем собираются в отдельные контейнеры. Руды с высокой плотностью отделяются от силикатов с гораздо меньшей плотностью, которые составляют 98 единиц добытого осадка.
Сухая добыча ильменита и рутила
Сухая добыча тем временем осуществляется с помощью обычных землеройных машин, включая экскаваторы, скреперы, погрузчики и бульдозеры.Как и при проведении влажных дноуглубительных работ, осадки от сухой добычи также должны быть сконцентрированы. Это тот же процесс, что и выше, но выполняется без воды в спиральном концентраторе.
После того, как минералы были сконцентрированы, они проходят через завод по приготовлению кормов, где они очищаются истирающими скрубберами и подвергаются дополнительной гравитационной концентрации перед пенной флотацией, которая может удалить сульфиды или другие местные нежелательные отложения.
Последним этапом является мельница сухого типа, где используется комбинация магнитной и электростатической сепарации для улучшения качества руды.Руды титана ильменит и рутил являются проводящими из-за содержания в них железа и могут быть легко отделены от циркона и нежелательных силикатов. После сухой мельницы руда готова к экспорту.
ведущих стран-производителей титана — WorldAtlas
Кристаллы титана.Титан — это металлический элемент, встречающийся в ряде других месторождений полезных ископаемых и широко распространенный в земной коре. Титан известен своим высоким отношением прочности к весу и имеет низкую плотность.Он имеет металлический белый цвет и блестит. Это тугоплавкий металл из-за его относительно высокой температуры плавления, окисляется сразу при контакте с воздухом и является одним из немногих элементов, которые горят в чистом газообразном азоте. Добыча титана — сложный и дорогостоящий процесс, а наиболее эффективный способ его производства — использование процесса Кролла.
Ведущие производители титана
6. Индия
Индия занимает шестое место в мире по производству титана с объемом производства 500 метрических тонн в 2013 году.В Индии находятся крупные месторождения рутила, который является одним из основных минералов, содержащих титан. Эти месторождения богаты запасами в районах концентрированной добычи, но они содержат более низкое содержание титановых концентратов, чем другие первичные полезные ископаемые.
5. Украина
Украина занимает пятое место по объему производства титана в мире — 10 000 метрических тонн в 2013 году.Титановая промышленность включает производство ильменита и рутила, производство губчатого титана на Запорожском титано-магниевом комбинате (ЗТМК) и производство титановых слитков несколькими различными более мелкими производителями.
4.Казахстан
Казахстан производит четвертое место в мире по добыче титана — 27 000 метрических тонн в 2013 году. В восточном Казахстане за последние несколько лет были открыты крупные месторождения титановой руды. В последние годы Казахстан привлек международное внимание своим богатством минералов и металлов, и титан не стал исключением. В 2010 году южнокорейская компания POSCO объявила о сотрудничестве с УКТМК Казахстан над увеличением производства титана.
3. Япония
Япония производит третье место в мире по производству титана — 40 000 метрических тонн в 2013 году. На руднике Кабасава, расположенном в городе Сендай, в регионе Тохоку, добывается титан. Япония в основном производит титан, производя титановую губку, и Osaka Titanium Technologies Corporation является вторым по величине производителем этого продукта в мире.
2. Россия
Россия производит второй по величине титан в мире — 45 000 метрических тонн в 2013 году. Три крупнейших титановых рудника в России — Пудожский рудник в Республике Карелия, Ручарский рудник в Дальневосточном федеральном округе и Юго-Восточная Гремяха. шахта в Мурманской области.В 2010 году Россия объявила о создании «Титановой долины» — планируемой особой экономической зоны в Свердловской области, которая будет заниматься производством титановой продукции. Возглавит эту ОЭЗ крупнейший в мире производитель титана — российская компания ВСМПО-АВИСМА.
1.Китай
Китай производит самое большое количество титана в мире — 100 000 метрических тонн в 2013 году, что вдвое больше, чем в России и Японии вместе взятых. Китай обнаружил запасы титана на 108 шахтах в 21 провинции, автономном районе и муниципалитете. Провинция Сычуань является основным регионом производства титана в стране. Китай также обладает крупнейшими в мире запасами титана, основным источником которого является ильменит.
Применение титана
Titanium имеет множество различных применений. Обычные соединения диоксида титана, тетрахлорида титана и трихлорида титана используются в белых пигментах, дымовых экранах и производстве полипропилена. Титан может быть легирован многими другими элементами, такими как железо, алюминий и др. В сплаве с этими другими элементами титан можно использовать для производства сплавов для реактивных двигателей, космических аппаратов, реактивных двигателей, ювелирных изделий, мобильных телефонов, автомобилей, медицинских и зубных имплантатов и многого другого.
Страны-лидеры-производители титана
| Место | Страна | Производство титана (в метрических тоннах), 2013 г. |
|---|---|---|
| 1 | Китай | 100000 |
| 2 | Россия | 45000 |
| 3 | Япония | 40,000 |
| 4 | Казахстан | 27,000 |
| 5 | Украина | 10,000 |
| 6 | Индия | 500 |
- Дом
- Экономика
- Ведущие страны-производители титана
Минеральные ресурсы месяца: титан
Минеральные ресурсы месяца: титан
, автор — У.С. Геологическая служба 14 июня 2018 г., четверг
Джозеф Гамбоги, специалист по минеральным ресурсам Геологической службы США, собрал следующую информацию о титане, металле, свойства которого снискали ему прозвище «чудо-металл».
Популярность титана для изготовления ювелирных изделий, таких как обручальные кольца, растет. Кредит: © iStockphoto.com / eyewave
Титан моден — по крайней мере, когда речь идет о самолетах и украшениях. Титан и его сплавы, известные своим высоким соотношением прочности и веса и устойчивостью к коррозии, также можно найти во всем: от заменителей колен до оправ для очков, бейсбольных бит и истребителей.
Титан является девятым по содержанию элементом в земной коре и четвертым по содержанию структурным металлом после алюминия, железа и магния. Однако масштабы использования титана в качестве металла ограничены его ценой. В основном он используется в титановых сплавах или диоксиде титана (белый пигмент).
Металлический титан, диоксид титана и другие соединения на основе титана получают из минералов ильменита, лейкоксена (модифицированного ильменита) и рутила. Минералы титана чаще всего добываются из тяжелых минеральных песков с использованием дноуглубительных или сухих методов добычи.Хотя в добыче полезных ископаемых доминирует горстка стран, месторождения титана находятся по всему миру. В Соединенных Штатах есть две активные горнодобывающие компании — одна во Флориде и одна в Вирджинии.
В истребителе F-35 Joint Strike Fighter почти 40 процентов титана. Предоставлено: Фото ВМС США любезно предоставлено Lockheed Martin / выпущено
.Титановые сплавы примерно на 60 процентов плотнее стали и имеют лучшую коррозионную стойкость, чем большинство других металлов. Титан почти не подвержен коррозии в морской воде.Авиакосмическая промышленность является ведущим потребителем металлического титана. Во всем мире на авиакосмическую промышленность приходится более 40 процентов потребления металлического титана, но в Соединенных Штатах потребление в аэрокосмической отрасли приближается к 75 процентам. Типичные области применения включают лопасти, корпуса компрессоров, диски, крепежные детали, гидравлические трубки, шасси и кольца для реактивных двигателей. Основные области применения металлического титана в неаэрокосмической сфере включают промышленное, военное, бытовое и медицинское использование.
Титан используется в наземных военных приложениях для уменьшения веса и повышения баллистической защиты; он используется, например, в танках, пулеметах и боевых машинах Stryker, а также в военно-морских приложениях, в которых используется коррозионная стойкость титана.
Из-за его совместимости с человеческим телом, титан используется в медицинских изделиях, таких как фиксирующие устройства (винты, пластины, стержни, крючки и гвозди), слуховые аппараты, сердечные клапаны, протезы бедра и колена, клетки для спондилодеза и стенты.
Из-за своей устойчивости к коррозии титан часто используется в промышленности, например, в системах водяного охлаждения, теплообменниках, а также в системах трубопроводов технической воды и пожаротушения. Титан также содержится на нефтяных платформах и в стояках, используемых для транспортировки нефти с морского дна на платформу.
Некоторые из наиболее интересных применений титана — это туристическое снаряжение, велосипеды, альпинистское снаряжение, ювелирные изделия, клюшки для лакросса, теннисные ракетки, головки клюшек для гольфа и футляры для часов.
Для получения дополнительной информации о титане и других минеральных ресурсах посетите http://minerals.usgs.gov/minerals/.
Производство и потребление титана:
В 2010 году 15 стран произвели титановые руды и концентраты, содержащие около 6,3 миллиона метрических тонн диоксида титана.Ведущими производителями были Австралия, ЮАР, Канада и Китай.
Соединенные Штаты являются ведущим производителем пигмента диоксида титана, но зависят от импорта концентратов минерального титана. В 2010 году мировое производство пигментов из диоксида титана оценивалось в 5,7 миллиона метрических тонн; США произвели около 1,4 миллиона метрических тонн.
Мировое производство металлического титана без учета США в 2010 году составило около 132 000 метрических тонн. Металлический титан производился в шести странах: Китае, Японии, Казахстане, России, Украине и США.
Интересные факты:
Титан был назван в честь богов титанов из древнегреческой мифологии.
Новый Boeing 787 на 15 процентов состоит из титана. F-35 Joint Strike Fighter на 40 процентов состоит из титана.
Диоксид титана используется в пищевых продуктах, таких как белая начинка и покрытия для конфет, а также для того, чтобы сделать зубную пасту белее. Диоксид титана используется во многих солнцезащитных лосьонах из-за его высокого показателя преломления и способности поглощать ультрафиолетовый свет.
В бетоне и других твердых поверхностях фотокаталитический диоксид титана ускоряет разложение органических частиц и переносимых по воздуху загрязнителей, таких как закись азота.
Титан
Титан
Титан (Ti) — это легкий металл, который был открыт в 1791 году и известен своей коррозионной стойкостью и высоким отношением прочности к весу. Титан составляет около 0,62 процента земной коры и присутствует в основном в рутиле, бруките, анатазе (весь TiO2), лейкоксене (мелкозернистые оксиды титана), ильмените (Fe2 + TiO3), перовските (CaTiO3) и титаните ( CaTiSiO5).В Арканзасе наиболее важными рудными минералами являются рутил, брукит и ильменит. Рутил и брукит имеют удельный вес более 4,0 и одинаковую химическую формулу, но различаются по кристаллической структуре. Оба обычно черные в Арканзасе и встречаются в виде зерен и кристаллов, истертых в воде гальки и гранул или кристаллических масс. Ильменит имеет черный цвет с металлическим блеском и имеет удельный вес 4,7. Встречается в виде размоченных водой зерен размером с песок.
Титан используется в основном в форме диоксида титана, хотя металл также используется в качестве сплава.Диоксид титана используется в основном в качестве белого пигмента в красках, бумаге и пластмассах. Минералы титана используются в керамике, химикатах, покрытиях сварочных стержней, тяжелых заполнителях и флюсе для сталеплавильных печей. Использование металлических сплавов титана включает заменители металлических костей для людей и детали для сердец, оправы очков, а также в качестве деталей для самолетов, двигателей подводных лодок, клюшек для гольфа и электростанций. Титан считается стратегически важным металлом.
Титансодержащие минералы в Арканзасе находятся в округах Пуласки, Солен, Горячий источник, Гарленд, Пайк, Ховард, Севьер и Литл-Ривер, а также в аллювиальных песках реки Арканзас.Титансодержащие минералы округов Пуласки и Солен находятся в интрузивных телах нефелиновых сиенитов и месторождениях бокситов. Ильменит также присутствует в бокситах обоих округов
Рутил, брукит и перовскит встречаются в Магнитной бухте, графство Хот-Спринг. В бухте Магнет присутствуют два основных типа рутил-брукитовых месторождений: полевошпат-карбонатно-рутиловые жилы во интрузии и брукит-кварцевые жилы в измененной зоне контакта арканзасского новакулита, прилегающей к интрузии.Перовскит связан с проникающими телами поздней стадии, богатыми карбонатами, в недрах интрузии. Рутил добывался на карьерах в Magnet Cove с 1932 по 1944 год, где было извлечено около 5400 тонн рутиловых концентратов. Исследования Горнорудного управления США показывают, что месторождения в районе Магнитной бухты содержат 8 миллионов тонн титансодержащего материала с содержанием TiO2 от 4 до 8 процентов. Однако высокое содержание микроэлементов, особенно ниобия, препятствует коммерческой разработке.Отложения террас высокого уровня к югу от Magnet Cove содержат хорошо окатанный россыпный рутил, размер зерна которого варьируется от песка до галечного гравия. В 1930-х годах на этом участке добыча открытым способом была незначительной. В округе Гарланд во время добычи ванадия в Potash Sulphur Springs были отмечены спорадические количества титана, но ни один из них не был извлечен.
В графствах Пайк, Ховард, Севье и Литл-Ривер ильменит находится в верхней песчаной части формации Токио мелового периода. Формация Токио вырастает недалеко от Аркадельфии, округ Кларк, и простирается на запад до границы штата Арканзас, к северу от Аркинды, округ Литл-Ривер.Самые большие месторождения ильменитовых песков находятся недалеко от Минеральных источников в округе Ховард. Одно месторождение было разработано открытым способом, но было извлечено минимальное количество ильменита. Недавние исследования бурения, проведенные Геологической комиссией Арканзаса, показали, что около 110 000 тонн TiO2 находятся в пределах 50 футов от поверхности. В течение 1939 и 1940 годов 12,8 коротких тонн ильменита было извлечено путем обработки песка из реки Арканзас компанией в округе Йелл. Сегодня в Арканзасе ильменит не добывают.
Список литературы
Калхун, В.A., 1950, Минералы титана и железа из черных песков в бокситах: Отчет о исследованиях Бюро горнодобывающей промышленности США 4621, 15 стр.
Фриклунд, В. К., младший, Харнер, Р. С. и Кайзер, Э. П., 1954, Ниобий (колумбий) и титан в Магнет-Коув и калийных серных источниках, Арканзас: Бюллетень геологической службы США 1015-B, стр. 23-57.
Фриклунд, В. К., младший, и Холбрук, Д. Ф., 1950, Месторождения титановой руды округа Хот-Спринг, Арканзас: Комиссия по ресурсам и развитию Арканзаса, Бюллетень отдела геологии 16, 173 с.
Хэнсон, В. Д., 1997, Тяжелые минеральные пески формации Токио на юго-западе Арканзаса: Информационный циркуляр 33 Геологической комиссии Арканзаса, 39 стр.
Холбрук, Д. Ф., 1947, месторождение брукита в округе Хот-Спринг, Арканзас: Комиссия по ресурсам и развитию Арканзаса, Бюллетень отдела геологии 11, 21 стр.
Изображение предоставлено Стасом 1995 с https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Titanium_crystals.jpg
Titanium Deposits — обзор
6 Перспективы технологий рециклинга на будущее
На рис. 16.14 показаны приблизительные концентрации O в Ti во всем потоке материала. В настоящее время объем производства Ti невелик, и всегда поставляется губка из Ti с низкой концентрацией O. Титановый лом с высокой концентрацией O подвергается каскадной переработке в виде ферротитана для использования в качестве добавки к стали. Однако, если объем производства Ti резко увеличится в будущем, образование Ti-лома может превысить спрос на ферротитан и другие виды вторичной переработки.Чтобы облегчить рециркуляцию Ti, уровень O должен быть ниже нескольких тысяч частей на миллион по массе.
Рисунок 16.14. Концентрация кислорода в потоке материала титанового лома, измеренная в массовых частях на миллион.
Технология удаления O из Ti будет одной из важнейших технологий переработки. Репрезентативные исследования процессов рафинирования титанового лома суммированы в таблице 16.2, в которой основное внимание уделяется технологии удаления O (ссылки показаны в таблице 16.2). На современном уровне технологии очень сложно удалить O непосредственно из Ti.Таким образом, большинство этих исследований находятся на фундаментальной стадии, за исключением нескольких промышленных процессов: раскисления титанового лома кальцием [27–30] и электролиза титановой губки в расплаве солей [31].
Таблица 16.2. Исследовать примеры процесса переработки титанового лома. На этой стадии коммерциализированные процессы ограничены раскислением титанового лома кальцием и электролитическим рафинированием титановой губки в расплаве соли.
| Метод | Ссылка | Преимущество (предел деокс.) | Недостаток |
|---|---|---|---|
| Деокс.по Ca / CaO экв. | [39] [27–30] [51] [52–54] [55] | Ca деокс. эффективен. (∼500 ppm O) | Низкая способность к деокс. |
| Флюс галогенид кальция деокс. | [40–42] [56] | Высокая способность к деокс. (∼50 ppm O) | Не подходит для удаления больших количеств O. Требуется выщелачивание расплавленной соли. |
| Электрохимический раскис. | [43] [57] [58] [59] | Сверхвысокая способность к деокс.(& lt; 10 ppm O) | Требуется ванна с расплавленной солью. |
| Процесс FFC | [44–46] [60] [61] [62] | Производство титана с низким содержанием кислорода непосредственно из оксидов | Длительное время обработки. |
| OS процесс | [63] [64] [65] [66] [67,68] | Производство титана с низким содержанием кислорода непосредственно из оксидов | Длительное время обработки. |
| Магнезиотермическое восстановление с водородом | [47] [69–71] [72] | Эффективное раскисление.доступен даже Mg с помощью водорода (∼800 ppm O). | Многоступенчатый процесс. |
| Deox. при электронно-лучевом переплаве с Al | [48] | Короткое время процесса. (∼100 ppm O) | Избыток Al содержится в Ti. |
| Плазменно-дуговая плавка с Si | [73] | Недорогой раскислитель. (∼350 ppm O) | Избыток Si содержится в Ti. |
| VIM TiNi с Ba в тигле из CaO | [74] [75] | Короткое время процесса.(∼130 ppm O) | Требуется металл Ba. |
| VIM с CaAl 2 | [76] | Короткое время обработки (∼1500 ppm O) | Возможность деокс. недостаточно. |
| Водородно-плазменная дуговая плавка | [77] [78] | Короткое время обработки (∼300 ppm O) | Возможность деокс. недостаточно. Применимость к раскислению чистого Ti не определена. |
| PESR с Ca и CaF 2 флюс | [79] [80] | Короткое время обработки (∼250 ppm O) | Требуется последующая VAR для удаления остаточного Ca. Применимость к раскислению чистого Ti не определена. |
| Deox. сплава Ti по HDH | [81] [82] | Простой процесс | Возможность деокс. недостаточно. |
| Выщелачивание после гидрирования | [83] | Восстановление V из сплава Ti – Al – V. Подходит для сплава Ti – Al – V. | Образование токсичных отходов. Недостаточный контроль примесей. |
| Электроочистка в солевом расплаве | [35] [37,38] [36] [32] [33,34] [31] | Удаляются практически все примеси. | Загрязнение расплавленной солью. Сложность контроля морфологии осаждения Ti. |
| Хлорирование FeCl x хлоридные отходы | [49] [84] [11] | Возможен контроль примесей. Рекуперация хлора из отходов. | Медленная кинетика. Высокая летучесть FeCl x . |
| Хлорирование с помощью расплавленной соли, опосредующей реакцию | [50] | Эффективное хлорирование Применимо к чистому Ti и сплаву | Требуется приготовление ванны с расплавом соли. |
Электролитическое рафинирование металлического Ti в расплавленных солях изучается на протяжении десятилетий [31–38]. В этом методе неочищенный Ti анодно растворяется в расплавленной соли в виде ионов Ti на аноде, а Ti высокой чистоты осаждается на катоде, как показано в следующих электродных реакциях.
(16,1) Анод: Ti ( s ) = Ti n + (в расплаве соли) + n e —
(16,2) Катод: Ti n 901 + (в расплаве соли) + n e — = Ti ( s )
Помимо O, можно удалить почти все примеси.Однако загрязнение расплавом солей щелочными металлами (Na, K) и хлором (Cl) неизбежно, а контроль морфологии отложений Ti затруднен. В некоторых случаях для удаления примесей проводят дополнительный процесс рафинирования, такой как EBM.
Оно и Миядзаки провели новаторское исследование раскисления Са [39], а Фишер и др. развил его в промышленный процесс [27–30], в котором O в Ti удаляется в виде CaO, как показано в следующей химической реакции.
(16.3) O (в Ti ( s )) + Ca ( l , г ) = CaO ( s )
Okabe et al. разработали раскисление флюса галогенида кальция с высокой способностью [40–42]. В этом методе снижение активности CaO путем растворения CaO в расплавленном CaCl 2 обеспечивает высокую способность к раскислению (см. Следующее уравнение).
(16,4) O (в Ti ( s )) + Ca ( л ) = CaO (в CaCl 2 ( л ))
Okabe et al.впоследствии разработали электрохимическое раскисление со сверхвысокой способностью [43]. В этом методе активность CaO в расплаве CaCl 2 поддерживается чрезвычайно низкой за счет удаления иона O 2- на аноде (см. Следующие уравнения), что обеспечивает сверхвысокую способность к раскислению.
(16,5) O (в Ti ( с )) + Ca ( л ) = CaO (в CaCl 2 ( л ))
(16,6) Анод: 2 O 2- (в CaCl 2 ( л )) + C ( с ) = CO 2 ( г ) + 4 e —
(16.7) Катод: Ca 2+ (в CaCl 2 ( l )) + 2 e — = Ca ( l )
Вдохновленный электрохимическим раскислением, Fray et al. изучили удаление окисленной окалины с использованного материала Ti и разработали прямой процесс производства Ti из оксидного сырья [44–46]. Они предложили следующий принцип раскисления.
(16,8) O (в Ti ( s )) + 2 e — = O 2- (в CaCl 2 ( l ))
раскисление активно изучается [47].Способность к раскислению Mg низкая, но O в Ti дестабилизируется из-за образования гидридов и легко удаляется, как показано в уравнении ниже.
(16,9) O (в Ti – H ( s )) + Mg ( l ) = MgO ( s )
Fang et al. исследовали эту технологию раскисления как новый процесс плавки, но это также интересный процесс рафинирования лома.
Yahata et al. провели первоначальное исследование раскисления Al с помощью EBM [48].В этом методе высокая температура и высокий вакуум позволяют удалять O в виде паров недокиси алюминия.
(16.10) O (в Ti ( l )) + Al ( l ) = AlO (г)
Раскисление расплавленного Ti обычно затруднено из-за его высокой реакционной способности. Однако ожидается развитие процессов раскисления расплава, поскольку производительность и промышленная жизнеспособность высоки.
Для сильно загрязненного титанового лома: процесс рециркуляции с использованием хлоридов железа в качестве источника хлора, разработанный Matsuoka et al.эффективен [49].
(16,11) Ti ( с ) + 4 FeCl 3 ( г ) = TiCl 4 ( г ) + 4 FeCl 2 ( с )
Ti восстанавливается в виде TiCl 4 для подачи в процесс Kroll. Хлоридные отходы, образующиеся при плавке титана, могут использоваться в качестве источника хлора. Этот процесс рециркуляции будет одной из ключевых технологий для Ti, который сильно загрязнен Fe.
Taninouchi et al. разработали эффективный процесс хлорирования с использованием расплавленной соли [50].
(16,12) Ti ( s ) + 4 SmCl 3 ( л, в расплаве соли) = TiCl 4 ( г ) + 4 SmCl 2 ( л , в расплаве соли)
(16,13) 2 SmCl 2 ( л , в расплаве соли) + FeCl 2 ( с ) = 2 SmCl 3 ( л , в расплаве соли) + Fe ( s )
В этом методе эффективное хлорирование металлического Ti возможно, поскольку источником хлора и продуктом реакции являются частицы, растворенные в расплаве соли.Этот процесс может применяться не только к чистому Ti, но и к сплавам Ti, и ожидается, что дальнейшие разработки позволят достичь промышленной применимости.
Если удастся разработать недорогие технологии удаления примесей Fe и O, использование лома для переплавки при производстве слитков увеличится. Следовательно, эти технологии имеют жизненно важное значение для повышения скорости переработки титанового лома.