Titânio na construção civil

O Titânio e sua extração

O titânio é um elemento químico de símbolo Ti, número atômico 22 (22 prótons e 22 elétrons) com massa atômica 47,90 u. Trata-se de um metal de transição leve, forte, cor branca metálica, lustroso e resistente à corrosão, sólido na temperatura ambiente. Este elemento encontra-se em vários minerais, em especial no rutilo e na Ilmenita que são geralmente encontrados na litosfera, e é encontrado em quase todos os tipos de rochas, solos e corpos de água. O metal produzido comercialmente é extraído do rutilo e da ilmenita e fabricado pelo processo Kroll ou pelo processo Hunter. O composto mais comum do titânio é o dióxido de titânio que é um popular foto catalisador e útil na produção de tinta com coloração branca. Outros compostos incluem o tetracloreto de titânio (TiCl4), uma substância utilizada para a produção de catalisadores e fumos para fins militares e o cloreto de titânio (III) (TiCl3), que é uma substância catalisadora para a produção de polipropileno.

Processo Kroll

O minério mais puro do titânio, rutilo (ou o mais impuro ilmenita), é combinado com coque de petróleo e clorado num reator de cama fluida a 100°C obtendo um produto de aspecto esponjoso, impuro, contendo tetracloreto de titânio (TiCl4), também conhecido como "tickle".

2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO

O TiCl4 obtido é purificado através de contínuos processos de destilação fracionada. Os problemas neste estágio relacionam-se com a formação dos cloretos TiCl2 e TiCl3.

Em um reator separado, o TiCl4 é reduzido de magnésio líquido (15-20 excesso%) em 800-850 ° C.

2 Mg (l) + TiCl4 (g) → 2 MgCl2 (l) + Ti (s) [T = ° C 800-850]

O metal obtido por esses processos apresenta aspecto poroso, por isso é conhecido como esponja (Gambogi, 2003). O titânio (ingot) é obtido com a fusão da esponja.

Processo Hunter

O processo de Hunter é um processo de metalurgia utilizada para purificar titânio; foi muito bem sucedida até a década de 1940, quando o processo perdeu a sua popularidade para o processo de Kroll menos caro. Para iniciar o processo de Hunter, coque, dióxido de titânio e o cloro deve ser recolhido e aquecido. Depois disto, o sódio é adicionado e a mistura é aquecida de novo. Quando o sódio e titânio são aquecidos em conjunto, o produto é titânio quase puro. Embora este processo é raramente usado no início do século 21, ele lançou as bases para todos os outros procedimentos de purificação de titânio.

Enquanto o tetracloreto de titânio é mais estreita na pureza de titânio puro do que o dióxido de titânio, que ainda está longe de ser o metal puro. Após a reação inicial, de sódio é adicionado ao tetracloreto de titânio e os dois são aquecidos a cerca de 1472 ° Fahrenheit (800 graus Celsius). Isto permite que o sódio para trabalhar no tetracloreto de titânio para permitir que uma reação.

Após o metal esfria, o elemento da esquerda é de titânio quase puro. A média é de cerca de 99,9 por cento puro, que por muitas normas é considerado puro. Isto ocorre porque o sódio é aquecido capaz de limpar os outros elementos ligados ao tetracloreto de titânio, deixando apenas o próprio titânio.

Mesmo sendo caro, ainda podemos ver o uso do processo Hunter para extração do titânio, ele é utilizado principalmente quando necessita de um fabricante para extrair o mais possível de titânio ou o titânio esteja ligado a muitos outros elementos a ser adequadamente purificado por qualquer outro método.

Dióxido de Titânio

[pic 1]( Imagem e representação Química do Dióxido de Titâneo)

O dióxido de titânio, também conhecido como o titânio (IV) ou óxido de titânia, é o óxido natural de titânio, com a fórmula química TiO2. Quando usado como pigmento, é chamado de titânio branco, pigmento branco 6 ou CI 77891. Tem uma vasta gama de aplicações, da pintura ao protetor solar, para o corante. Quando usado como um corante alimentar, tem o número E E171.

Presença

O dióxido de titânio aparece na natureza como os minerais conhecidos: anatase, rutilo e brookita. Além disso, como duas formas de alta pressão, uma forma monoclínica “baddeleita” e como uma forma ortorrômbica α-PbO2, ambas encontradas recentemente na cratera de Ries, na Bavária. A forma mais comum é o rutilo, que é também a fase de equilíbrio em todas as temperaturas. As fases metaestáveis e anatase da brookita, se convertem para o rutilo, após aquecimento. O rutilo, o anatásio e a brookita, contêm seis titânios coordenados.

O dióxido de titânio tem oito alterações - além do rutilo, anatásio e brookita há três formas metaestáveis produzidas sinteticamente (monoclínica, tetragonal e ortorrômbica) e cinco formas de alta pressão.

Com o aparecimento natural dos óxidos, pode-se extraí-los para servirem como uma fonte de titânio de uso comercial. O metal também pode ser extraído de outros minerais, como ilmenita,  minérios leucoxênicos, ou uma das formas mais puras, “areia de praia” de rutilo. Safiras e rubis tem seu asterismo, a partir das impurezas presentes, do rutilo.