журналы подразделения новости подписка контакты home

архив
2001 год
2002 год
2003 год
2004 год
рубрики
ТЕМА НОМЕРА

ИТОГИ И ТЕНДЕНЦИИ

КОМПАНИИ И РЫНКИ

РЫНОК ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

РЫНОК ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

гостям
Агентство "Стандарт" предлагает вам подписаться на экномические журналы – лидеры в своей области.
























"Металлы мира" – №2, 2001

РЫНОК ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Электролитический титан: себестоимость на уровне нержавеющей стали

Великолепные механические и химические характеристики титана практически идеально соответствуют требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам в авиационной и ракетной технике, автомобильной промышленности и многих других отраслях. Этот легкий серебристо-белый металл обладает высокой прочностью и износостойкостью в широком температурном интервале; он коррозионно устойчив в агрессивных средах – на воздухе, в морской воде, влажном хлоре, растворах хлоридов и азотной кислоте, не вступает в реакцию с разбавленными растворами серной кислоты и щелочей. Кроме того, титан обладает свойством поглощать атмосферные газы, в том числе водород. Тем не менее, мировой объем потребления титана не превышает 50 тыс. т в год (примерно, половина используется в авиационном секторе), при том что мировые продажи нержавеющей стали составляют 14 млн. т в год, а использование обычной углеродистой стали находится на уровне, примерно, 750 млн. т в год.

В качестве конструкционного материала титан превосходит сталь, но причина низкого уровня его потребления вполне тривиальна: цена титана (около $16 тыс. за т) в восемь с лишним раз превышает стоимость нержавеющей стали (менее $2000 за т). Очевидно, что появление новой технологии, которая позволила бы значительно снизить себестоимость производства титана, может произвести революцию в промышленности.

Именно с целью разработки технологии производства дешевого титана группой специалистов из горнорудной и сталелитейной отраслей была организована компания British Titanium. Новый процесс основывается на электролитическом методе Дерека Фрея (Кембриджский университет): керамический катод формуют из диоксида титана, который в ходе электролиза разлагается на кислород и титан. Кислород растворяется в расплаве хлорида кальция, служащем электролитом, а отработанный катод представляет собой хрупкий губчатый титан. Процесс продолжается 48 часов при температуре 800 градусов С, хотя уже после 36 часов электролиза получается металл высокой чистоты и с очень низким содержанием кислорода – 200 частей на миллион (при промышленном стандарте 5 тыс. на миллион). Технология позволяет вводить в состав катода глинозем и пятиокись ванадия; в этом случае продукт электролиза – авиационные сплавы.

Главное достоинство новой технологии – низкая себестоимость производства (диоксид титана получать сравнительно легко), но имеются и другие преимущества. В частности, электроду из диоксида титана можно придавать непосредственно ту форму, которая нужна потребителям титановых деталей; это позволит во многих случаях исключить стадию последующей механической обработки.

Проект British Titanium поддерживают автомобильные концерны Ford и Volkswagen, а также один из крупнейших потребителей титана – производитель авиационных двигателей Rolls-Royce. Кроме того, значительный интерес проявили к проекту англо-нидерландская сталелитейная группа Corus и крупный американский производитель титана компания Timet. По 5% акций British Titanium принадлежат Кембриджскому университету и британской государственной компании Defence Evaluation and Research Agency (Dera), которая заинтересована в расширении использования титана в оборонной и авиационной отраслях.

Для обкатки технологии на заводе Dera в Фарнборо ведется строительство небольшой демонстрационной установки, которая будет производить электролитический титан партиями по 1 кг. Финансирование строительства осуществляет British Titanium. В феврале компания ожидает поступления дополнительных инвестиций в сумме $20 млн. для строительства пилотного завода, который будет производить титан партиями по 30 кг (на предварительные исследования компания израсходовала $750 тыс.). Затем компания планирует построить в Великобритании или ЮАР опытный завод для полупромышленного производства. Предполагается, что строительство можно осуществить в течение ближайших трех лет и себестоимость металла будет на 75% ниже, чем при использовании традиционных технологий.

По оценкам British Titanium, себестоимость производства высококачественного электролитического титана с учетом стоимости используемого в качестве сырья шликера диоксида титана ($1300 за т) и производственных затрат, включая амортизацию, будет составлять не более $1,5-1,75 на фунт металла ($3300-3850 на т). Таким образом, электролитический титан по себестоимости лишь незначительно превысит нержавеющую сталь.

В настоящее время рафинирование титана основывается на процессе, который был разработан люксембургским ученым Кроллем в 1932 году и с тех пор не претерпевал изменений. Предназначен он для получения титана из его основных минералов – рутила, анатаза, брукита, ильменита и др. Рудный концентрат хлорируют для получения четыреххлористого титана, который далее восстанавливают при высоких температурах магнием или натрием (при извлечении титана из ильменита хлорируют не концентрат, а шлак, отделяемый от железа при плавке в электропечах). Полученный в этом процессе губчатый титан измельчают и переплавляют в слитки в вакуумных дуговых печах. Это чрезвычайно энергоемкое и вредное производство, причем, процесс получения металла весьма продолжительный. К тому же, технология получения диоксида титана, используемого в новом электролитическом процессе, сравнительно проста: рудный концентрат (в случае ильменита – шлак) хлорируют, а полученный четыреххлористый титан сжигают в атмосфере кислорода при температуре 1200-1700 градусов С.

При положительном результате промышленных испытаний значительно расширятся сферы применения титана, который в настоящее время используют, главным образом, как основу для создания сплавов с алюминием, вольфрамом, молибденом, хромом и другими металлами. Эти сплавы применяют в авиации, ракетной технике и морском судостроении. Кроме того, титан используется как конструкционный материал в химической промышленности, а также в текстильной, бумажной и пищевой отраслях. Снижение стоимости позволит широко применять этот металл в автомобильном секторе, машиностроении и производстве потребительских товаров. Это также приведет к лавинообразному нарастанию новых сфер использования.

Перспективность новой технологии уже на данном этапе достаточно очевидна. При этом, крупные сталелитейные компании и другие потенциальные потребители титана, а также различные инвестиционные фонды готовы предоставить необходимые инвестиции для проведения промышленных испытаний.

Компания British Titanium планирует продавать лицензии на электролизную технологию и рассматривает возможность предоставления первой лицензии главному спонсору.

Галина Резник,
по материалам
Metal Bulletin, Financial Times

 
© агенство "Стандарт"