Titanio

Introducción

El titanio se conoce como un metal de transición en la tabla periódica de los elementos indicados por el símbolo de Ti. Es un peso ligero, de color gris plateado con un número atómico de 22 y un peso atómico de 47,90. Tiene una densidad de 4510 (kg / m3 ) que se sitúa entre las densidades de aluminio y acero inoxidable. Tiene un punto de fusión de aproximadamente 1667 ° C y un punto de ebullición de 3287 C. Se comporta químicamente similar al circonio y silicio. Tiene una excelente resistencia a la corrosión.

El titanio es el cuarto metal más abundante, representa aproximadamente el 0,62% de la corteza terrestre. Rara vez se encuentra en su forma pura, el titanio se da normalmente en minerales tales como anatasa(TiO2), brookita(TiO2), ilmenita(FeTiO3), perovskita( CaTiO3), rutilo (TiO2), titanita (CaTiSiO5)y Boro de Titanio (TiB) Mientras que el titanio es relativamente abundante, sigue siendo caro debido a que es difícil de aislar. Los principales productores de concentrados de titanio son Australia, Canadá, China, India, Noruega, Sudáfrica y Ucrania. En los Estados Unidos, el principal de titanio son los estados productores de Florida, Idaho, Nueva Jersey, Nueva York y Virginia.

Materias Primas

El titanio se obtiene a partir de diversos minerales que se producen naturalmente en la tierra. Los minerales primarios utilizados para la producción de titanio incluyen la ilmenita, leucoxeno, rutilo y boro de titanio. Otras fuentes importantes incluyen anatasa, perovskita, y esfena.

Ilmenita y leucoxeno son minerales titaníferos. Ilmenita (FeTiO3) contiene aproximadamente 53% de dióxido de titanio. Leucoxeno tiene una composición similar, pero tiene alrededor de dióxido de titanio 90%. Se encuentran asociados con los depósitos de roca dura o en las playas y arenas aluviales. Rutilo (dióxido de titanio) es relativamente puro (TiO2). Anatasa es otra forma de dióxido de titanio cristalino y acaba de convertirse en una importante fuente comercial del titanio. Ambos se encuentran principalmente en la playa y los depósitos de arena.

Además de los minerales, otros compuestos utilizados en la producción de titanio incluyen el gas cloro, carbono y magnesio.

Clasificación

Miles de aleaciones de titanio se han desarrollado y estas pueden ser agrupadas en dos categorías principales. Sus propiedades dependen de su estructura química básica y la forma en que se manipulan durante la fabricación. Algunos elementos utilizados para la fabricación de aleaciones incluyen aluminio, molibdeno, cobalto, circonio, estaño, vanadio y magnesio. Aleaciones de fase alfa tienen la menor fuerza, pero son conformables y soldables. Aleaciones beta tienen una alta resistencia Las aleaciones de fase beta tienen la mayor intensidad de cualesquiera aleaciones de titanio, pero también carecen de ductilidad.

Extracción

El titanio comenzó a utilizarse en la industria aeroespacial a partir de 1968 con la aplicación de este metal en el avión de combate SR71.

La extracción del titanio es un proceso que lleva aproximadamente 6 meses y tiene un alto costo.

Dicho proceso comienza con la extracción del boro de titanio (TiB) mezclado con impurezas y otros materiales en forma de arena. El boro de titanio se separa de la misma por medio de decantación en un proceso similar a la obtención del oro. Dicho proceso consiste en sumergir la arena extraída en una masa liquida de diferentes componentes con el fin de que las partículas mas pesadas precipiten al fondo.

Luego de la decantación se lo separa electrostáticamente de las demás partículas pesadas, el material compuesto obtenido debe ser refinado para obtener el titanio puro. El proceso inicia mezclando el TiB con cloro gaseoso en un horno a 1800 ºC con el fin de obtener tetracloruro de titanio (TiCl4). Para separar el cloro del titanio es necesario un largo y costoso proceso con adición de magnesio, esto hace que el refinamiento del titanio sea 15 veces más cara que el de otros metales tales como aluminio o acero.

El tetracloruro de titanio y el magnesio se colocan en un horno a una temperatura de entre 1500 ºC y 1600 ºC durante 4 días. Dicha masa de material se lleva a un horno de vacío donde se separan las impurezas del titanio puro, obteniendo asi una “esponja de titanio”.

La esponja pasa por una trituradora hasta ser reducido a gránulos del tamaño de piedras pequeñas. Estas son sometidas a rigurosos controles de calidad tales como métodos estadísticos y ensayos electrónicos, mecánicos

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