ٹائٹینیم کوائل ہیٹ ایکسچینجر-ٹائٹینیم پروسیسنگ ٹیکنالوجی

بین الاقوامی ٹائٹینیم پاؤڈر ٹائٹینیم آلات، ٹائٹینیم کوائل کے ذریعہ تیار کردہ اعلیٰ پاکیزگی والے پاؤڈر سے بنے اعلیٰ معیار کے پرزوں کی دلچسپیٹائٹینیم کوائل ہیٹ ایکسچینجر، ٹائٹینیم ری ایکٹر، ٹائٹینیم ایواپوریٹر کمپنی صرف موجودہ مشینی یا پاؤڈر بنانے کے طریقوں کے لیے لاگت کا ایک چھوٹا فیصد حصہ ہے۔ پاؤڈر کو لیزر ڈیپوزیشن اور میٹل جیٹ مولڈنگ جیسی قریب قریب کی شکل دینے والی کئی تکنیکوں کے لیے انتخاب کے مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ٹائٹینیم پروسیسنگ ٹیکنالوجی

ٹائٹینیم میں منفرد خصوصیات ہیں: کم کثافت، اعلی مخصوص طاقت، اعلی درجہ حرارت کی طاقت، انتہائی سنکنرن مزاحمت۔ ساختی دھات کے طور پر، ٹائٹینیم زمین کی پرت میں چوتھے نمبر پر ہے، جو لوہے، ایلومینیم اور میگنیشیم کے بعد دوسرے نمبر پر ہے، اور نکل، تانبا، کرومیم، سیسہ، ٹن، اور زنک کے مجموعے سے زیادہ ہے۔ تاہم، موجودہ ٹائٹینیم پیداواری نظام بہت پیچیدہ اور مہنگے ہیں۔ ٹائٹینیم عمدہ ہے کیونکہ دھات سے دھات تک ریفائننگ کا موجودہ عمل ایک کثیر مرحلہ، اعلی درجہ حرارت کے بیچ کو ضائع کرنے کا عمل ہے۔ ہم موجودہ ٹائٹینیم ٹکنالوجی کو بیان کرتے ہوئے شروع کرتے ہیں اور پھر ٹائٹینیم کے اخراجات کو کم کرنے کے چار سب سے امید افزا طریقوں پر تبادلہ خیال کرتے ہیں۔ ان طریقوں میں کرول، ہنٹر، کیمبرج اور آرمسٹرانگ طریقے شامل ہیں۔

1. موجودہ ٹائٹینیم نکالنے کا طریقہ

اس وقت، ٹائٹینیم دھات کی پیداوار rutile TiO2 سے شروع ہوتی ہے۔ Rutile اور پٹرولیم کوک کو TiCl4 پیدا کرنے کے لیے 1000 ڈگری (1830 ڈگری F) کے درجہ حرارت پر فلوائزڈ بیڈ ری ایکٹر میں کلورین کیا جاتا ہے۔

TiO٪7b٪7b0٪7d٪7dCl٪7b٪7b1٪7d٪7dCTiCl٪7b٪7b2٪7d٪7dCO2

ٹائٹینیم کی پیداوار دیگر کم لاگت کے ذرائع سے بھی شروع ہو سکتی ہے جیسے کہ ilmenite یا slag، لیکن اس میں آئرن اور دیگر نجاستیں زیادہ ہوتی ہیں۔ مائع TiCl4 کو صاف کیا جاتا ہے، اور TiCl4 کا تقریباً 90% روغن صنعت کے لیے TiO2 میں آکسائڈائز ہوتا ہے۔

TiCl4 کے تمام تجارتی عمل کے لیے ایک نقطہ آغاز۔ TiCl4 کے ساتھ شروع کرنے کی دو اہم وجوہات ہیں ① TiCl4 کی اعلی پاکیزگی، اور ② ٹائٹینیم اور آکسیجن کی علیحدگی

2. کرول کا طریقہ

1948 میں ڈوپونٹ کی طرف سے تیار کردہ طریقہ کے مقابلے میں، فی الحال استعمال شدہ کرول طریقہ زیادہ تبدیل نہیں ہوا ہے، بنیادی طور پر درج ذیل طریقوں سمیت۔ ڈرائی کلین سٹینلیس سٹیل کے بخارات کو خالی کر کے ارگون سے بھر دیا گیا۔ پھر TiCl4 کو کم کرنے کے لیے استعمال ہونے والا میگنیشیم سٹیمر میں متعارف کرایا جاتا ہے۔ سٹیمر کو 800 ڈگری -900 ڈگری (1470 ڈگری F-1650 ڈگری F) پر گرم کریں اور پھر آہستہ آہستہ TiCl4 کو سٹیمر میں کھلائیں۔ میگنیشیم میں کمی TiCl4 رد عمل کا فارمولا مندرجہ ذیل ہے:

TiCl٪7b٪7b0٪7d٪7dMgTi٪7b٪7b1٪7d٪7dMgCl2

جیسے جیسے کمی آگے بڑھتی ہے، MgCl2 وقفے وقفے سے باہر نکلتا ہے۔ کچھ دنوں کے بعد، ریٹارٹ کے سائز پر منحصر ہے، رد عمل رک جاتا ہے اور ریٹارٹ پریشر بڑھ جاتا ہے۔ اس مقام پر، تقریباً 30% میگنیشیم غیر رد عمل کا شکار رہا۔ ٹائٹینیم دھات جو سپنج کی طرح غیر محفوظ مادہ بناتی ہے۔

اب بخارات میں ٹائٹینیم میٹل (ٹائٹینیم سپنج)، غیر رد عمل شدہ میگنیشیم اور کچھ MgCl2 موجود ہیں۔ ان نجاستوں کو لیچنگ یا ویکیوم ڈسٹلیشن کے ذریعے دور کیا جا سکتا ہے۔ ویکیوم ڈسٹلیشن ریٹورٹ کے درجہ حرارت کو بڑھا کر اور ویکیوم کے نیچے غیر رد عمل والے میگنیشیم اور MgCl2 کو ہٹا کر اسپنج ٹائٹینیم کو چھوڑ دیتا ہے۔ اس کے بعد ری ایکٹر کھولا جاتا ہے اور ٹائٹینیم کو ہٹا دیا جاتا ہے۔ ٹائٹینیم اسفنج کو 0.6cm0.25 ٹکڑوں میں کاٹیں، ملاوٹ کرنے والی دھاتیں، اور ممکنہ طور پر کچھ ٹائٹینیم کی باقیات شامل کریں، اور پھر ان کو پنڈلیوں میں پگھلا دیں۔ یکسانیت کو یقینی بنانے اور سلیگ کی شمولیت کو دور کرنے کے لیے، پنڈ کو ایک یا دو بار پھر سے نکالا جاتا ہے۔

3. الیکٹرولیسس

1953 میں، کرول نے پیش گوئی کی تھی کہ 15 سالوں میں ٹائٹینیم پیدا کرنے کے لیے الیکٹرولیسس کا استعمال کیا جائے گا۔ لیکن 50 سال سے زائد عرصہ گزرنے کے بعد بھی کوئی کمرشل الیکٹرولائٹک ٹائٹینیم پلانٹ کیوں نہیں بنایا گیا؟

الیکٹرولیسس کا وہی اثر متوقع ہے جیسا کہ ہال-ہیرولٹ کے عمل کو متعارف کرایا گیا جس نے ایلومینیم کی پیداواری دلچسپی کو بہت کم کردیا۔ Hall-Heroult سے پہلے، سوڈیم کے ساتھ ایلومینیم کو کم کیا گیا تھا، اور سود سونے سے زیادہ مہنگا تھا۔ تاہم، ٹائٹینیم اور ایلومینیم کے درمیان بڑے فرق کی وجہ سے، الیکٹرولیسس کے ذریعے ٹائٹینیم پیدا کرنا زیادہ مشکل ہے۔

ایک طرف، ٹائٹینیم کا پگھلنے کا نقطہ ایلومینیم سے 1000 ڈگری (1800 ڈگری F) زیادہ ہے۔ لہذا، اب تک، تمام ٹھوس ریاست ٹائٹینیم آلات، ٹائٹینیم کوائلز، ٹائٹینیم ہیٹ ایکسچینجرز، ٹائٹینیم ری ایکٹرز، اور الیکٹرولیسس کے ذریعے تیار کردہ ٹائٹینیم بخارات میں ڈینڈریٹک ٹشو ہوتے ہیں، اور تاخیر کی وجہ سے الیکٹرولائٹ کے نقصان کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ الیکٹرولائٹک غسل میں، ایلومینیم میں صرف ایک مستحکم حالت ہوتی ہے، جبکہ ٹائٹینیم میں دو ہوتی ہیں۔ یہ متعدد والینس حالت الیکٹرانک کارکردگی کے نقصان کا سبب بنتی ہے۔ لیکن بنیادی مسئلہ یہ ہے کہ الیکٹرولائسز کا طریقہ کرول طریقہ سے سستا نہیں ہو سکتا، کیونکہ دونوں کا آغاز TiCl4 سے ہوتا ہے۔ کچھ معاشی تجزیوں سے پتہ چلتا ہے کہ الیکٹرولیسس کے طریقہ کار کو کرول کے طریقہ کار کے مقابلے میں کچھ رقم بچانی چاہیے۔ لیکن کچھ کمپنیوں کی طرف سے پائلٹ پیمانے پر پیداوار اسے ثابت کرنے میں ناکام رہی ہے۔

الیکٹرولیسس الیکٹرو ایکسٹریکشن ریسرچ کا ایک بڑا میدان بن گیا ہے۔ لیکن یہ صنعتی طور پر کبھی پیدا نہیں ہوا ہے۔ حقیقت یہ ہے کہ ہر ایک نے تجرباتی کارخانے بنانے کے لیے لاکھوں ڈالر خرچ کیے، اور پھر ان منصوبوں کو ترک کر دیا۔

4.FFC کیمبرج طریقہ

دوسرا کیمبرج یونیورسٹی کے ڈیرک فرے کی طرف سے اعلان کردہ الیکٹرولائٹک کمی کا ایک زیادہ ریڈیکل طریقہ ہے، جس نے لوگوں میں جوش پیدا کیا ہے۔ اس طریقہ میں، TiO2 کو دانے داروں میں دبایا جاتا ہے اور پھر 950 ڈگری (1740 ڈگری F) کیلشیم کلورائیڈ (CaCl2) غسل میں کیتھوڈ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جس میں گریفائٹ الیکٹروڈ انوڈ کے طور پر ہوتا ہے۔ جب برقی رو لگائی جاتی ہے، تو آکسیجن کو آئنائز کیا جاتا ہے اور CaCl2 غسل میں تحلیل کیا جاتا ہے۔ چونکہ monovalent آکسیجن محلول میں ہے، divalent titanium ions کا مسئلہ ختم ہو جاتا ہے۔ اس طریقے سے تیار کردہ ٹائٹینیم میں کلوگرام پیمانے پر صرف 60ppm آکسیجن ہوتی ہے۔

طریقہ rutile کے ساتھ شروع ہوتا ہے، لہذا نظریاتی طور پر ٹائٹینیم کی پیداوار کی دلچسپی کو بہت کم کیا جانا چاہئے. تاہم، روٹائل خالص TiO2 نہیں ہے اور صاف کرنے کے لیے کلورینیشن کا متبادل تلاش کرنا چاہیے۔ اس کے علاوہ، ایک وجہ یہ ہے کہ کلورینیشن کا طریقہ ٹائٹینیم کو آکسیجن سے الگ کرتا ہے۔ کم آکسیجن ٹائٹینیم پیدا کرنے کی کئی پچھلی کوششیں ناکام ہو چکی ہیں۔

اس عمل کو آسانی سے آگے بڑھانے کے لیے، نہ صرف TiO2 الیکٹرولیسس کی کامیابی کی ضرورت ہے، بلکہ خالص TiO2 کا ایک سستا ذریعہ بھی تلاش کرنا ہوگا۔ چھوٹے پیمانے پر پیداوار سے ٹن پیمانے پر صنعت کاری تک ابھی بہت طویل سفر طے کرنا ہے۔ چونکہ یہ طریقہ ٹائٹینیم کی قیمت کو بہت کم کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، اس لیے یہ مطالعہ کے قابل ہے۔