Titaan ja selle sulamid on oma suure tugevuse, korrosioonikindluse ja bioloogilise ühilduvuse tõttu kriitilised materjalid kosmosetööstuses, meditsiinilistes implantaatides ja keemiaseadmetes. Tootmise käigus tekkiv jääk-, mis koosneb 70% laastudest ja 30% puistetükkidest-, tekitab aga nii keskkonna- kui ka ressursiprobleeme, kui seda korralikult ei töödelda.
Töötlemata jääkide otsene kõrvaldamine ei raiska mitte ainult strateegilisi ressursse (1 tonni primaarse titaani tootmiseks on vaja 4 tonni rutiilimaaki), vaid võib ka keskkonna saastada õlide, oksiidide ja metalliliste lisanditega. Titaanijäätmete tõhus ringlussevõtt on seega muutunud ülemaailmsete rohelise tootmise algatuste oluliseks fookuseks.
Jääkide klassifitseerimine ja{0}}eelne töötlemine: puhastamise alus
Vanametalli liigid ja omadused
Laastujääk: tekkinud treimis- või freesimisprotsessides, millel on suur pindala, mis hoiab kergesti lõikevedelikke ja oksiidikihte, mis nõuab intensiivset rasvaäratust.
Puistejäägid: saadud stantsimise või lõikamise käigus, suhteliselt väiksema saastumisega, kuid võimalikud tööriistaterase killud.
Sulamisjäägid: sisaldavad suures kontsentratsioonis oksiide, mistõttu on metallilise titaani taastamiseks vaja keemilist ekstraheerimist.
Kolme-etapiline eel{1}}raviprotsess
►Rasvaärastus:
Leeliseline puhastus (80 kraadi NaOH lahus) mineraalõlide lahustamiseks.
Ultraheli orgaanilise lahusti (atsetoon/etanool) töötlemine emulgeeritud õlide eemaldamiseks mikro{0}}pooridest.
►Magnetiline eraldamine: suure{0}}intensiivsusega magnetid (suurem kui 0,5 T või sellega võrdne) eemaldavad raualisandid, et vältida sulamise ajal saastumist.
►Purustus ja sõelumine: puistejäägid purustatakse<5 cm particles to enhance subsequent reaction efficiency.
Keemiline puhastamine: läbimurdelised põhitehnoloogiad
Marineerimismeetod-Tasulik-valik
Valem: HF (5–10%) + HNO₃ (20–30%) segatud happelahus.
Function: Dissolves surface TiO₂ and TiN oxide layers with >95% efektiivsus.
Väljakutse: vesiniku rabestumise oht nõuab{0}}töötlemisjärgset vaakumlõõmutamist (500 kraadi / 4 h), et leevendada.
Sulasoola elektrolüüs{0}}Sügav desoksüdatsioon
Protsess: elektrolüüs NaCl{0}}KCl-NaF sulasoola süsteemis (650 kraadi) suunab hapnikuioonid anoodile.
Tulemus: hapnikusisaldust vähendati alla 800 ppm, mis vastab kosmosesõiduki -klassi TA6V (Ti-6Al-4V) standarditele.
Vaakumkuumtöötlus-Meditsiiniline-puhastus
Tingimused: 900 kraadi kõrgvaakumis (10⁻³ Pa) koos argoongaasi kaitsega.
Eelised: Samaaegne vesiniku eemaldamine (99% efektiivsus) ja metalliliste lisandite (nt Cu, Sn) lendumine.
