Pemrosesan titanium, ekstraksi titanium dari bijihnya dan persiapan paduan atau senyawa titanium untuk digunakan dalam berbagai produk.
Titanium (Ti) adalah logam abu-abu lunak, ulet, keperakan dengan titik leleh 1,675 ° C (3,047 ° F). Karena formasi pada permukaan film oksida yang relatif lembam secara kimia, ia memiliki ketahanan korosi yang sangat baik di sebagian besar lingkungan alami. Selain itu, beratnya ringan, dengan kepadatan (4,51 gram per sentimeter kubik) di tengah antara aluminium dan besi. Kombinasi antara densitas rendah dan kekuatan tinggi memberikannya rasio kekuatan-terhadap-berat logam paling efisien untuk temperatur hingga 600 ° C (1.100 ° F).
Karena diameter atomnya mirip dengan banyak logam umum seperti aluminium, besi, timah, dan vanadium, titanium dapat dengan mudah dicampur untuk meningkatkan sifat-sifatnya. Seperti besi, logam dapat eksis dalam dua bentuk kristal: heksagonal tertutup (hcp) di bawah 883 ° C (1,621 ° F) dan kubik berpusat-tubuh (bcc) pada suhu yang lebih tinggi hingga titik lelehnya. Perilaku alotropik ini dan kapasitas untuk paduan dengan banyak elemen menghasilkan paduan titanium yang memiliki berbagai sifat tahan mekanik dan korosi.
Meskipun bijih titanium berlimpah, reaktivitas tinggi logam dengan oksigen, nitrogen, dan hidrogen di udara pada suhu tinggi memerlukan proses produksi dan pembuatan yang mahal.
Sejarah
Bijih titanium pertama kali ditemukan pada 1791 di pasir pantai Cornish oleh seorang pendeta Inggris, William Gregor. Identifikasi aktual oksida dibuat beberapa tahun kemudian oleh seorang ahli kimia Jerman, MH Klaproth. Klaproth memberikan unsur logam pada oksida ini nama titanium, setelah Titans, raksasa mitologi Yunani.
Titanium logam murni pertama kali diproduksi pada tahun 1906 atau 1910 oleh MA Hunter di Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, New York, AS) bekerja sama dengan General Electric Company. Para peneliti ini percaya titanium memiliki titik leleh 6.000 ° C (10.800 ° F) dan karena itu menjadi kandidat untuk filamen lampu pijar, tetapi, ketika Hunter menghasilkan logam dengan titik lebur mendekati 1.800 ° C (3.300 ° F), upaya itu ditinggalkan. Namun demikian, Hunter memang menunjukkan bahwa logam tersebut memiliki keuletan, dan metodenya untuk memproduksinya dengan mereaksikan titanium tetrachloride (TiCl 4) dengan natrium dalam kondisi vakum kemudian dikomersialkan dan sekarang dikenal sebagai proses Hunter. Logam daktilitas yang signifikan diproduksi pada tahun 1925 oleh para ilmuwan Belanda AE van Arkel dan JH de Boer, yang memisahkan titanium tetraiodide pada filamen panas di bola kaca yang dievakuasi.
Pada tahun 1932 William J. Kroll dari Luksemburg menghasilkan sejumlah besar titanium ulet dengan menggabungkan TiCl 4 dengan kalsium. Pada tahun 1938, Kroll telah menghasilkan 20 kilogram (50 pon) titanium dan yakin bahwa ia memiliki sifat korosi dan kekuatan yang sangat baik. Pada awal Perang Dunia II ia melarikan diri dari Eropa dan melanjutkan pekerjaannya di Amerika Serikat di Union Carbide Company dan kemudian di Biro Pertambangan AS. Pada saat ini, ia telah mengubah zat pereduksi dari kalsium menjadi logam magnesium. Kroll sekarang diakui sebagai bapak industri titanium modern, dan proses Kroll adalah dasar untuk sebagian besar produksi titanium saat ini.
Sebuah studi Angkatan Udara AS yang dilakukan pada tahun 1946 menyimpulkan bahwa paduan berbasis titanium adalah bahan rekayasa yang berpotensi sangat penting, karena kebutuhan yang muncul untuk rasio kekuatan-terhadap-berat yang lebih tinggi dalam struktur dan mesin pesawat jet tidak dapat dipenuhi secara efisien oleh baja atau aluminium.. Sebagai hasilnya, Departemen Pertahanan memberikan insentif produksi untuk memulai industri titanium pada tahun 1950. Kapasitas industri yang serupa didirikan di Jepang, Uni Soviet, dan Inggris. Setelah dorongan ini disediakan oleh industri dirgantara, ketersediaan logam siap pakai memunculkan peluang untuk aplikasi baru di pasar lain, seperti pemrosesan kimia, obat-obatan, pembangkit listrik, dan pengolahan limbah.
Bijih
Titanium adalah logam struktural paling berlimpah keempat di Bumi, hanya dilampaui oleh aluminium, besi, dan magnesium. Endapan mineral yang dapat dikerjakan tersebar di seluruh dunia dan termasuk situs-situs di Australia, Amerika Serikat, Kanada, Afrika Selatan, Sierra Leone, Ukraina, Rusia, Norwegia, Malaysia, dan beberapa negara lainnya.
Mineral yang mendominasi adalah rutil, yaitu sekitar 95 persen titanium dioksida (TiO 2), dan ilmenit (FeTiO 3), yang mengandung 50 hingga 65 persen TiO 2. Mineral ketiga, leucoxene, adalah perubahan ilmenite dari mana sebagian zat besi telah larut secara alami. Tidak memiliki konten titanium spesifik. Mineral titanium terjadi dalam formasi aluvial dan vulkanik. Endapan biasanya mengandung antara 3 dan 12 persen mineral berat, terdiri dari ilmenit, rutil, leukoksena, zirkon, dan monasit.
