কিভাবে টাইটানিয়াম smelted হয়?

টাইটানিয়াম, "স্পেস মেটাল" নামে পরিচিত একটি উপাদান, তার অনন্য ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সহ বিমান চলাচল, মহাকাশ, চিকিৎসা এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে একটি অপরিবর্তনীয় ভূমিকা পালন করে। তাহলে, গভীর ভূগর্ভস্থ আকরিক থেকে কীভাবে টাইটানিয়াম বের করা হয়? এর পরে, আসুন একসাথে এই টাইটানিয়াম গলানোর যাত্রা শুরু করি।

1. টাইটানিয়াম কাঁচামাল
ধাতব টাইটানিয়াম তৈরির কাঁচামাল প্রধানত রুটাইল, যাতে 96% এর বেশি টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড থাকে। যেসব দেশে রুটাইল খনি নেই তারা ইলমেনাইট থেকে তৈরি "হাই টাইটানিয়াম স্ল্যাগ" ব্যবহার করে, যাতে প্রায় 90% টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড থাকে। মূল্য বৃদ্ধি এবং প্রাকৃতিক রুটাইলের মজুদ হ্রাসের কারণে, দেশগুলি টাইটানিয়াম-সমৃদ্ধ উপকরণ তৈরি করতে ইলমেনাইট ব্যবহার করে, যেমন উচ্চ টাইটানিয়াম স্ল্যাগ এবং কৃত্রিম রুটাইল। টাইটানিয়াম 1791 সালে আবিষ্কৃত হয়েছিল, কিন্তু প্রথম বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম 1910 সালে উত্পাদিত হয়েছিল, যা একশ বছরেরও বেশি সময় নেয়। কারণটি হল যে টাইটানিয়াম উচ্চ তাপমাত্রায় খুব সক্রিয় এবং অক্সিজেন, নাইট্রোজেন এবং কার্বনের মতো উপাদানগুলির সাথে একত্রিত করা সহজ। খাঁটি টাইটানিয়াম নিষ্কাশন করতে খুব কঠোর অবস্থা লাগে।

2. টাইটানিয়াম গলানোর ধাপ
টাইটানিয়াম গলানোর সময়, এটি জটিল পদক্ষেপ নেয়। ইলমেনাইটকে টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইডে পরিণত করুন, এটিকে একটি সিল করা স্টেইনলেস স্টিলের ট্যাঙ্কে রাখুন, এটি আর্গন দিয়ে পূর্ণ করুন এবং "স্পঞ্জ টাইটানিয়াম" পেতে ম্যাগনেসিয়াম ধাতুর সাথে প্রতিক্রিয়া করুন। এই ছিদ্রযুক্ত "স্পঞ্জ টাইটানিয়াম" সরাসরি ব্যবহার করা যায় না, এবং এটিকে টাইটানিয়াম ইঙ্গটে ফেলার আগে একটি বৈদ্যুতিক চুল্লিতে তরলে গলিয়ে নিতে হবে। কিন্তু এমন বৈদ্যুতিক চুল্লি তৈরি করা কত সহজ! বৈদ্যুতিক চুল্লির বায়ু ছাড়াও, আরও ঝামেলার বিষয় হল তরল টাইটানিয়ামের জন্য একটি ক্রুসিবল খুঁজে পাওয়া অসম্ভব, কারণ সাধারণ অবাধ্য পদার্থগুলিতে অক্সাইড থাকে এবং তাদের মধ্যে অক্সিজেন তরল টাইটানিয়াম দ্বারা কেড়ে নেওয়া হবে। .

3. "জল-ঠাণ্ডা কপার ক্রুসিবল"
পরে, লোকেরা অবশেষে "জল-ঠাণ্ডা কপার ক্রুসিবল" সহ একটি বৈদ্যুতিক চুল্লি আবিষ্কার করেছিল। এই বৈদ্যুতিক চুল্লিতে কেন্দ্রীয় এলাকার একটি অংশ রয়েছে যা খুব গরম এবং বাকি অংশটি ঠান্ডা। বৈদ্যুতিক চুল্লিতে টাইটানিয়াম গলে যাওয়ার পরে, এটি জল দ্বারা শীতল করা তামার ক্রুসিবলের দেওয়ালে প্রবাহিত হয় এবং অবিলম্বে একটি টাইটানিয়াম ইনগটে ঘনীভূত হয়। এই পদ্ধতিটি কয়েক টন ওজনের টাইটানিয়াম ব্লক তৈরি করতে পারে, তবে এর খরচ কল্পনা করা যেতে পারে।

4. টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড শিল্প নিষ্কাশন
শিল্পে, টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড প্রায়শই সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে ইলমেনাইটকে পচিয়ে উত্পাদিত হয় এবং তারপর টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড থেকে টাইটানিয়াম ধাতু তৈরি হয়। অপবিত্রতা Fe2(SO4)3 অপসারণ করার জন্য, লোহার ফাইলিং যোগ করা হয়, Fe3+কে Fe2+-এ হ্রাস করা হয় এবং তারপর দ্রবণটিকে 273K-এর নিচে ঠান্ডা করা হয়, যাতে FeSO4·7H2O (সবুজ) vitriol) একটি উপজাত হিসাবে স্ফটিক করা হয়।

5. টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড উত্পাদন করতে মেটাটাইটানিক অ্যাসিড ক্যালসিনিং দ্বারা উত্পাদিত হয়। টাইটানিয়াম ধাতু ধাতু তাপ হ্রাস দ্বারা টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড হ্রাস করে শিল্পভাবে উত্পাদিত হয়। টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (বা প্রাকৃতিক রুটাইল) এবং কার্বন পাউডার মিশ্রিত হয় এবং 1000-1100K, ক্লোরিনেড, এবং উৎপন্ন TiCl4 বাষ্পকে ঘনীভূত করা হয়।

6. টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড ম্যাগনেসিয়াম ধাতু দ্বারা হ্রাস করা হয়।
টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড একটি জড় গ্যাসে ম্যাগনেসিয়াম ধাতু দ্বারা একটি মোলার অনুপাতে হ্রাস করা হয় এবং স্পঞ্জের মতো টাইটানিয়াম তৈরি করতে প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা প্রায় 900 ডিগ্রি নিয়ন্ত্রিত হয়। উপজাত ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড একটি ভ্যাকুয়ামে 1000 ডিগ্রি গরম করে টাইটানিয়াম থেকে আলাদা করা যেতে পারে।

7. পরিশোধন
ছিদ্রযুক্ত স্পঞ্জ টাইটানিয়াম তৈরি করতে 1070K এ গলিত ম্যাগনেসিয়াম দিয়ে আর্গনের মধ্যে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড টিআইসিএল 4 এ হ্রাস করা যেতে পারে। এই স্পঞ্জ টাইটানিয়ামকে চূর্ণ করা হয়, ভ্যাকুয়াম আর্ক ফার্নেসে গন্ধ করা হয় এবং অবশেষে বিভিন্ন টাইটানিয়াম উপাদানে তৈরি করা হয়। প্রাপ্ত TiCI4 উচ্চ তাপমাত্রায় (প্রায় 1250 ডিগ্রি) TiCI4=Ti+2CI2-তে পচে যায়, এইভাবে বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম পাওয়া যায়।

পুরো টাইটানিয়াম গলানোর প্রক্রিয়ার দিকে ফিরে তাকালে, আমরা মানুষের প্রজ্ঞার মহত্ত্বে দীর্ঘশ্বাস ফেলে সাহায্য করতে পারি না। গভীর ভূগর্ভে সমাহিত আকরিক থেকে হালকা এবং শক্ত ধাতব টাইটানিয়াম পর্যন্ত, প্রতিটি পদক্ষেপ অগণিত মানুষের জ্ঞান এবং ঘামকে মূর্ত করে। এটি এই আপাতদৃষ্টিতে সাধারণ কর্মীদের কঠোর পরিশ্রম যা মূল্যবান ধাতু টাইটানিয়ামকে বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত করে এবং মানব সমাজের অগ্রগতি ও উন্নয়নে দুর্দান্ত অবদান রেখেছে।