Pourquoi le titane est-il si cher ?

Nous savons tous que le titane est cher, mais pourquoi est-il cher ? Les matières premières sont chères, c'est-à-dire que l'éponge de titane est chère. En parlant de titane et d’alliages de titane, nous devons mentionner le titane spongieux. Le titane spongieux est la matière première pour la production de titane et d'alliages de titane. Sans titane spongieux, il n’y aurait pas de titane ni d’alliages de titane.

Le titane éponge provient principalement de deux types de minéraux :

1) Le rutile est un minéral jaune à brun rougeâtre dont le composant principal est le TiO2 et qui contient également une certaine quantité de fer, de niobium et de tantale.

2) Ilménite, la formule moléculaire théorique est FeTi03, dont la teneur théorique en TiO2 est de 52,63 %. L'ilménite dans la nature peut être considérée comme une solution solide composée de FeO-TiO2 et d'autres oxydes d'impuretés.

En 1940, le scientifique luxembourgeois WJKroll a utilisé le magnésium pour réduire le TiCl4 afin de produire du titane pur. Depuis lors, la méthode de réduction du magnésium (également connue sous le nom de méthode Kroll) et la méthode de réduction du sodium (également connue sous le nom de méthode Hunter) sont devenues les principales méthodes industrielles de production de titane spongieux. A noter que la production ici est du « titane spongieux » également appelé « titane poreux ». Le processus de production d'éponge de titane comprend principalement les étapes suivantes : ilménite - extraction - traitement du minerai - concentré de titane - enrichissement - matériau riche en titane - chloration - raffinage du TiC1 - brut - réduction du magnésium du TiC1 - pur - concassage - classification - mélange - éponge de titane.

Les quatre autres processus ci-dessous sont des processus clés.

1) Processus de chloration : Il s’agit de l’étape principale de la production du tétrachlorure de titane. Les méthodes spécifiques comprennent la chloration par ébullition, la chloration par sel fondu et la chloration par four vertical. La chloration par ébullition est actuellement la méthode la plus couramment utilisée. Grâce à l'action de la température élevée et du chlore gazeux, le matériau riche en titane réagit avec un agent réducteur carboné solide pour produire du tétrachlorure de titane. La chloration au sel fondu et la chloration au four vertical utilisent respectivement un milieu de sel fondu et un four de chloration vertical pour la réaction de chloration.

2) Processus de raffinage : le tétrachlorure de titane doit être raffiné et purifié pour éliminer les impuretés à point d’ébullition élevé et bas. Les méthodes de raffinage couramment utilisées comprennent la distillation et les méthodes chimiques. La méthode de distillation utilise une tour de distillation à vanne flottante efficace, tandis que la méthode chimique utilise de la poudre d'aluminium pour éliminer le vanadium et d'autres méthodes.

3) Processus de réduction-distillation : le tétrachlorure de titane raffiné réagit avec le magnésium métallique fondu à haute température pour générer du titane métallique semblable à une éponge et du chlorure de magnésium fondu. Ensuite, le chlorure de magnésium et l'excès de magnésium dans l'éponge de titane sont éliminés par distillation sous vide pour obtenir du titane pur.

4) Processus électrolytique du magnésium : Le magnésium électrolytique est l’une des étapes clés de la production d’éponge de titane. Les cellules électrolytiques multipolaires et les cellules électrolytiques au magnésium sans cloison sont largement utilisées à l'étranger, tandis que la technologie nationale est relativement arriérée, ce qui entraîne une consommation d'énergie et de chlore élevées. Ces dernières années, de nouvelles usines nationales ont progressivement adopté des cellules électrolytiques avancées à grande échelle, ce qui a amélioré la technologie de production et réduit les coûts.

Le prix de la matière première éponge de titane a atteint 2 700 $ US/tonne en 2005 et 2006. Plus tard, avec la résolution des goulots d'étranglement techniques dans les matières premières, la chloration, le raffinage et l'électrolyse de la production d'éponge de titane. Vers 2017, le prix de l’éponge de titane a été ajusté à 1 100 $ US/tonne. Jusqu'en 2024, le prix de l'éponge de titane a montré une tendance « d'ouverture en haut et en baisse ». Le prix de l'éponge de titane était élevé au début de l'année, mais avec l'évolution de l'offre et de la demande du marché, le prix a progressivement baissé. Jusqu'à présent, le prix de l'éponge de titane a chuté d'environ 7 $ 000/tonne, atteignant un nouveau plus bas historique.

Même à son point le plus bas, le prix de l’éponge de titane est toujours de 6 $/kg. Parce que l'éponge de titane est chère, le titane et les alliages de titane sont chers. Le processus de production et de raffinage de l’éponge de titane est très compliqué. Le processus de production nécessite également des équipements à haute température et à forte consommation d'énergie ainsi qu'un environnement sous vide. L’augmentation des coûts de l’énergie affecte également directement son prix élevé. Cela fait que le prix des alliages de titane reste élevé.

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