TiCl4prosessit

TiCl4-prosessit viittaavat joukkoon teollisia prosesseja, joissa ti taani tetrajodidi TiCl4 syntetisoidaan, käsitellään ja muutetaan metalliseksi titaaniksi. Prosessit liittyvät sekä TiCl4:n valmistukseen että sen käyttöön titanimetallin tuotannossa, ja niihin sisältyy sekä chloridointi- että pelkistämisvaiheet sekä useita kierrätys- ja puhdistusvaiheita. TiCl4 on haihduttavaa, voimakkaasti reaktiivista ja kosteudelta herkkää, joten prosessit toteutetaan suljetuissa järjestelmissä.

TiCl4:n tuotanto perustuu tyypillisesti TiO2:n klorinoimiseen TiCl4:ää varten. Kloridointireaktio tapahtuu korkeissa lämpötiloissa ja tuottaa TiCl4:n, joka on helposti erotettavissa ja voidaan puhdistaa tislaamalla. Tämä vaihe tuottaa myös sivutuotteita, kuten hiilidioksidia ja suoloja, riippuen käytetystä reaktiokierroksesta. Puhtaan TiCl4:n saaminen on keskeistä sekä metallin jatkoprosesseja varten että tiukkaa laatua vaativien sovellusten kannalta.

Reduktio- ja metallinmuodostusprosesseissa TiCl4:ää käytetään raaka-aineena. Kroll-prosessi on laajimmin käytetty jaoldersi: TiCl4 reduktoidaan magnesiumilla korkeissa lämpötiloissa tuottaen titaniumsientä sekä MgCl2:ta. Hunter-prosessi käyttää natriumia reduktion lähteenä, ja van Arkel–de Boer -prosessi, eli crystal-bar-prosessi, mahdollistaa erittäin puhtaan titanian valmistamisen käyttäen TiCl4:ää ja halogeenidi-toimintoja kiertävissä reaktioissa, joiden avulla titani voidaan kerrostua ja puhdistua edelleen.

Käyttökohteet ovat pääasiassa korkean puhtauden titanialustat ja rakenteet sekä teolliset sovellukset, joissa vaaditaan hyvää korroosionkestävyyttä ja matalaa tiivistä painoa. TiCl4-prosessien turvallisuus ja ympäristövaikutukset liittyvät muun muassa tiukkaan käsittelyyn, reaktiivisuuteen veden kanssa ja haihduttaville yhdisteille aiheutuviin päästöihin.