Sifat kimia titanium terutama ditentukan oleh bilangan oksidasinya +4, karena +4 adalah bilangan titanium yang paling stabil. Kompleks titanium memiliki geometri koordinasi oktahedral, kecuali titanium tetraklorida (TiCl 4 ), yang memiliki geometri tetrahedral. Tingkat oksidasi titanium tetraklorida yang lebih tinggi menghasilkan tingkat ikatan kovalen yang lebih tinggi. Sebagai logam transisi, titanium diketahui membentuk kompleks Ti(IV) berair, yang dikenal sebagai kompleks ion titanium ligan berair.
Oksida, sulfida dan alkoksida
Titanat merupakan senyawa tetratitanium, seperti titanium tetraklorida (TiCl&sup4;) dan barium titanat (BaTiO3). Mereka memiliki sifat piezoelektrik dan dapat digunakan sebagai transduser untuk konversi suara dan listrik secara timbal balik. Ilmenit (FeTiO3) merupakan senyawa titanat.
Yang paling penting dari semua titanium oksida adalah titanium dioksida (TiO²), yang terdapat dalam tiga bentuk polikristalin: rutil, anatase, dan brookite, yang merupakan padatan diamagnetik berwarna putih. Bintang, rubi, dan safir memiliki sifat titanium dioksida (TiO²) seperti cahaya bintang, itulah sebabnya mereka memiliki kilau pembentuk bintang.
Titanium(III,V) oksida (Ti3O&sup5;) adalah semikonduktor ungu yang dihasilkan oleh reduksi titanium dioksida (TiO2) pada suhu tinggi dengan adanya hidrogen.
Titanium (III,IV) oksida (Ti3O&sup4;) digunakan untuk melapisi titanium oksida fase uap pada permukaan untuk ketahanan terhadap korosi dan tujuan estetika.
Titanium alkoksida diproduksi melalui reaksi titanium tetraklorida dengan alkohol dan digunakan untuk menyimpan titanium dioksida padat melalui proses sol-gel.
Titanium isopropoksida dapat digunakan untuk membuat senyawa organik kiral menggunakan proses epoksidasi Sharpless.
Ada banyak jenis senyawa titanium sulfit, dan hanya titanium disulfida yang umum digunakan. Ia memiliki struktur berlapis dan digunakan sebagai katoda dalam pembuatan baterai lithium-ion.
Nitrida dan karbida
Titanium nitrida dan titanium karbida adalah anggota kelompok transisi tahan api.
Titanium nitrida memiliki sifat dua senyawa kovalen:
Kekerasan yang sangat tinggi
titik leleh yang tinggi
titik didih tinggi
stabilitas termodinamika
Konduktivitas termal
Daya konduksi
Titanium nitrida (TiN) memiliki kekerasan Mohs sebesar 9.0, sama dengan safir dan silikon karbida, dan digunakan sebagai bahan pelapis pada alat pemotong seperti mata bor dan untuk tujuan estetika karena permukaan emasnya yang mengkilat . Dalam manufaktur semikonduktor, ia bertindak sebagai bahan penghalang.
halida
Titanium halida dihasilkan melalui reaksi langsung antara titanium dan gas halogen (X²). Titanium halida yang paling umum adalah titanium tetraklorida (TiCl&sup4;), cairan tidak berwarna dan mudah menguap. Titanium tetraklorida industri berwarna kuning muda dan terhidrolisis di udara, melepaskan awan putih.
Titanium tetraklorida digunakan untuk mengekstrak logam titanium dari bijih sebagai bagian dari proses Kroll.
Titanium halida digunakan sebagai asam Lewis.
Titanium halida titanium tetraiodida (TiI&sup4;) berasal dari proses Van Arkel.
Titanium(III) dan titanium(II) digunakan untuk membentuk titanium triklorida dan titanium diklorida, sebagai katalis dalam produksi poliolefin, dan sebagai zat pereduksi dalam kimia organik.
Proses pembuatan logam titanium
Proses Kroll digunakan untuk mengubah titanium mentah menjadi logam titanium. Langkah-langkah dalam prosesnya meliputi ekstraksi, pemurnian, produksi spons, pembuatan paduan, serta pembentukan dan pembentukan. Karena setiap langkah dalam proses ini memakan biaya dan waktu, tidak ada satu industri pun yang mampu melakukan kelima langkah tersebut, dan masing-masing industri menyelesaikan berbagai tahapan tersebut.
ekstraksi
Melalui ekstraksi, bijih diangkut ke perusahaan untuk diolah menjadi mineral yang mengandung titanium. Di antara berbagai jenis bijih, rutil dan ilmenit adalah yang paling umum digunakan untuk pengolahan. Ilmenit memerlukan perlakuan awal untuk menghilangkan kandungan besinya. Bijih ditempatkan dalam reaktor unggun terfluidisasi yang mengandung klorin dan karbon dan dipanaskan hingga 900 derajat. Reaksi kimia menghasilkan produksi titanium tetraklorida dalam bentuk tidak murni, dengan karbon monoksida sebagai produk sampingannya. Kotoran, termasuk besi, terdapat dalam titanium tetraklorida dan harus dihilangkan untuk menghasilkan titanium dioksida.
pemurnian
Titanium tetraklorida dimurnikan dengan distilasi vakum suhu tinggi. Logam yang dihasilkan selama proses ekstraksi ditempatkan dalam tangki distilasi besar dan dipanaskan. Proses pemurnian menggunakan fraksinasi dan pengendapan untuk memisahkan pengotor. Karena unsur-unsur yang berbeda memiliki titik didih yang berbeda, selama distilasi berbagai unsur tersebut dihilangkan saat mencapai titik didihnya. Kotoran yang dihilangkan termasuk vanadium, silikon, magnesium, zirkonium dan besi.
pembentukan spons
Saat spons terbentuk, titanium tetraklorida yang dimurnikan dituangkan ke dalam bejana reaksi baja tahan karat dalam bentuk cair. Magnesium ditambahkan dan campuran dipanaskan sampai suhu 1100 derajat sehingga magnesium dapat bereaksi dengan klor membentuk magnesium klorida. Gas argon dipompa ke dalam bejana untuk menghilangkan udara guna menghindari reaksi dengan oksigen dan nitrogen. Titanium yang dihasilkan pada proses ini bukanlah titanium murni, melainkan dalam bentuk padat. Ini dikeluarkan dari wadah melalui proses pengeboran dan diolah dengan campuran air dan asam klorida untuk menghilangkan kelebihan magnesium dan magnesium klorida. Titanium yang dihasilkan melalui proses ini berbentuk seperti spons.
penciptaan paduan
Spons titanium murni dicampur dengan berbagai paduan dan besi tua menggunakan tungku busur listrik elektroda habis pakai untuk membuat paduan. Setelah logam dilebur dan dicampur dalam proporsi yang sesuai, briket dipadatkan dan dilas untuk membentuk elektroda spons, yang dilebur dalam tungku busur vakum untuk membentuk ingot untuk diproses lebih lanjut guna memproduksi berbagai produk industri dan komersial.
Membentuk dan membentuk
Ingot dikeluarkan dari tungku, diperiksa cacatnya, dikemas dan dikirim untuk digunakan dalam pembuatan produk paduan titanium. Periksa properti setiap ingot untuk memastikannya memenuhi persyaratan pelanggan. Ingot menjalani berbagai proses seperti pengelasan, pembentukan, pengecoran, penempaan, dan metalurgi serbuk selama proses pembuatan produk.
Produk sampingan dari proses Kroll
Ketika titanium dipisahkan dari kotorannya, ia meninggalkan magnesium dan magnesium klorida, yang merupakan produk sampingan dari proses Kroll dan diperoleh kembali dalam tangki pemulihan yang memisahkan magnesium dan klorin menjadi bentuk stabilnya, magnesium padat dan gas klorin. Selama proses pengumpulan, klorin dikumpulkan di bagian atas unit pemulihan. Magnesium padat dan klorin disimpan untuk digunakan kembali dalam proses Kroll.
penciptaan paduan
Pada tahap keempat, spons titanium murni dicampur dengan berbagai paduan dan besi tua untuk membuat paduan yang dapat digunakan dengan bantuan tungku busur listrik elektroda yang dapat dikonsumsi. Setelah semua logam yang diperlukan dicairkan dan dicampur dalam proporsi yang diinginkan, massa dipadatkan dan dilas untuk membentuk elektroda spons. Elektroda spons ini dilebur dalam tungku busur vakum untuk membentuk ingot. Ingot ini biasanya dicairkan berulang kali untuk menghasilkan ingot yang dapat diterima secara komersial.
Membentuk dan membentuk
Pada tahap akhir proses Kroll, ingot dikeluarkan dari tungku, diperiksa cacatnya, dan dikirim untuk digunakan dalam pembuatan produk paduan titanium. Periksa kinerja setiap ingot untuk memastikan persyaratan pelanggan terpenuhi. Ingot baja mengalami berbagai proses seperti pengelasan, pembentukan, pengecoran, penempaan, metalurgi serbuk, dll, dan akhirnya dibentuk menjadi produk jadi. Itu semua tergantung spesifikasi produk yang dibutuhkan.
Produk sampingan dari proses Kroll
Selama proses Kroll, ketika titanium dipisahkan dari kotoran, sejumlah besar magnesium dan magnesium klorida tertinggal. Produk sampingan dari proses Kroll segera diperoleh kembali di unit daur ulang. Tangki daur ulang memisahkan magnesium dan klorin menjadi bentuk stabil. Yaitu magnesium dalam bentuk padat dan klorin dalam bentuk gas. Klorin dikumpulkan dari bagian atas tangki pemulihan dan kedua komponen digunakan kembali dalam proses Kroll.
