El titani i els seus aliatges són materials crítics en aeroespacial, implants mèdics i equips químics a causa de la seva alta resistència, resistència a la corrosió i biocompatibilitat. Tanmateix, la ferralla generada durant la producció-que inclou un 70% d'encenalls i un 30% de peces a granel-suposen reptes tant mediambientals com de recursos si no es tracten adequadament.
L'eliminació directa de ferralla no tractada no només malbarata recursos estratègics (la producció d'1 tona de titani primari requereix 4 tones de mineral de rutil), sinó que també corre el risc de contaminar el medi ambient amb olis, òxids i impureses metàl·liques. Per tant, el reciclatge eficient de la ferralla de titani s'ha convertit en un focus vital en les iniciatives globals de fabricació ecològica.
Classificació de ferralla i pre{0}}tractament: la base de la purificació
Tipus i característiques de la ferralla
Rebuig d'encenall: generat a partir de processos de tornejat o fresat, amb una gran superfície que reté fàcilment els fluids de tall i les capes d'òxid, que requereixen un desgreixatge intensiu.
Reballatge a granel: Derivat d'operacions d'estampació o tall, amb una contaminació relativament menor però possibles inclusions de fragments d'acer d'eina.
Residus de fusió: contenen altes concentracions d'òxids, que requereixen extracció química per recuperar titani metàl·lic.
Tres-passos-procés de tractament previ
►Desgreixatge:
Neteja alcalina (solució de NaOH 80 graus) per dissoldre olis minerals.
Tractament amb dissolvent orgànic ultrasònic (acetona/etanol) per eliminar els olis emulsionats dels micro-porus.
►Separació magnètica: els imants d'alta-intensitat (més o igual a 0,5 T) eliminen les impureses de ferro per evitar la contaminació durant la fusió.
► Trituració i cribratge: es trituren les restes a granel<5 cm particles to enhance subsequent reaction efficiency.
Purificació química: tecnologies bàsiques innovadores
Mètode de decapat-Cost-Opció efectiva
Fórmula: HF (5–10%) + HNO₃ (20–30%) solució àcida mixta.
Function: Dissolves surface TiO₂ and TiN oxide layers with >95% d'eficiència.
Repte: el risc de fragilització de l'hidrogen requereix un recuit al buit posterior al-tractament (500 graus/4 h) per a la mitigació.
Electròlisi de sal fosa-Desoxidació profunda
Procés: l'electròlisi en el sistema de sal fosa de NaCl-KCl-NaF (650 graus) condueix els ions d'oxigen a l'ànode.
Resultat: el contingut d'oxigen s'ha reduït per sota de 800 ppm, complint els estàndards de grau -aeroespacial TA6V (Ti-6Al-4V).
Tractament tèrmic al buit-purificació mèdica-
Condicions: 900 graus sota alt buit (10⁻³ Pa) amb protecció contra gas argó.
Avantatges: Eliminació simultània d'hidrogen (99% d'eficiència) i volatilització d'impureses metàl·liques (p. ex., Cu, Sn).
