टाइटेनियम इतना महंगा क्यों है?

हम सभी जानते हैं कि टाइटेनियम महंगा है, लेकिन यह महंगा क्यों है? कच्चा माल महंगा है यानी स्पंज टाइटेनियम महंगा है। टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की बात करते हुए, हमें स्पंज टाइटेनियम का उल्लेख करना होगा। स्पंज टाइटेनियम टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु के उत्पादन के लिए कच्चा माल है। स्पंज टाइटेनियम के बिना, कोई टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु नहीं होगी।

स्पंज टाइटेनियम मुख्य रूप से दो प्रकार के खनिजों से आता है:

1) रूटाइल एक पीले से लाल भूरे रंग का खनिज है, जिसका मुख्य घटक TiO2 है, और इसमें एक निश्चित मात्रा में लोहा, नाइओबियम और टैंटलम भी होता है।

2) इल्मेनाइट, सैद्धांतिक आणविक सूत्र FeTi03 है, जिसमें TiO2 की सैद्धांतिक सामग्री 52.63% है। प्रकृति में इल्मेनाइट को FeO-TiO2 और अन्य अशुद्धता ऑक्साइड से बना एक ठोस समाधान माना जा सकता है।

1940 में, लक्ज़मबर्ग के वैज्ञानिक WJKroll ने शुद्ध टाइटेनियम का उत्पादन करने के लिए TiCl4 को कम करने के लिए मैग्नीशियम का उपयोग किया। तब से, मैग्नीशियम कटौती विधि (जिसे क्रोल विधि के रूप में भी जाना जाता है) और सोडियम कटौती विधि (हंटर विधि के रूप में भी जाना जाता है) स्पंज टाइटेनियम के उत्पादन के लिए मुख्य औद्योगिक तरीके बन गए हैं। कृपया ध्यान दें कि यहां का उत्पादन "स्पंज टाइटेनियम" है जिसे "पोरस टाइटेनियम" भी कहा जाता है। टाइटेनियम स्पंज की उत्पादन प्रक्रिया में मुख्य रूप से निम्नलिखित चरण शामिल हैं: इल्मेनाइट - खनन - अयस्क ड्रेसिंग - टाइटेनियम सांद्रण - संवर्धन - टाइटेनियम युक्त सामग्री - क्लोरीनीकरण - कच्चा TiC1 - शोधन - शुद्ध TiC1 - मैग्नीशियम कमी - क्रशिंग - वर्गीकरण - मिश्रण - टाइटेनियम स्पंज।

नीचे दी गई अन्य चार प्रक्रियाएँ प्रमुख प्रक्रियाएँ हैं।

1) क्लोरीनीकरण प्रक्रिया: टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड के उत्पादन में यह मुख्य चरण है। विशिष्ट तरीकों में उबालना क्लोरीनीकरण, पिघला हुआ नमक क्लोरीनीकरण और ऊर्ध्वाधर भट्ठी क्लोरीनीकरण शामिल हैं। उबालना क्लोरीनीकरण वर्तमान में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। उच्च तापमान और क्लोरीन गैस की क्रिया के माध्यम से, टाइटेनियम युक्त सामग्री टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड का उत्पादन करने के लिए ठोस कार्बनयुक्त कम करने वाले एजेंट के साथ प्रतिक्रिया करती है। पिघला हुआ नमक क्लोरीनीकरण और ऊर्ध्वाधर भट्टी क्लोरीनीकरण, क्लोरीनीकरण प्रतिक्रिया के लिए क्रमशः पिघला हुआ नमक माध्यम और ऊर्ध्वाधर क्लोरीनीकरण भट्टी का उपयोग करते हैं।

2) शोधन प्रक्रिया: उच्च-क्वथनांक और निम्न-क्वथनांक अशुद्धियों को दूर करने के लिए टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड को परिष्कृत और शुद्ध करने की आवश्यकता होती है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली शोधन विधियों में आसवन और रासायनिक विधियाँ शामिल हैं। आसवन विधि एक कुशल फ्लोटिंग वाल्व डिस्टिलेशन टॉवर का उपयोग करती है, जबकि रासायनिक विधि वैनेडियम और अन्य तरीकों को हटाने के लिए एल्यूमीनियम पाउडर का उपयोग करती है।

3) न्यूनीकरण-आसवन प्रक्रिया: परिष्कृत टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड उच्च तापमान पर पिघली हुई मैग्नीशियम धातु के साथ प्रतिक्रिया करके स्पंज जैसी टाइटेनियम धातु और पिघला हुआ मैग्नीशियम क्लोराइड उत्पन्न करता है। फिर, शुद्ध टाइटेनियम प्राप्त करने के लिए टाइटेनियम स्पंज में मैग्नीशियम क्लोराइड और अतिरिक्त मैग्नीशियम को वैक्यूम आसवन द्वारा हटा दिया जाता है।

4) इलेक्ट्रोलाइटिक मैग्नीशियम प्रक्रिया: इलेक्ट्रोलाइटिक मैग्नीशियम टाइटेनियम स्पंज के उत्पादन में प्रमुख चरणों में से एक है। बहुध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं और विभाजन रहित मैग्नीशियम इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं का विदेशों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जबकि घरेलू तकनीक अपेक्षाकृत पिछड़ी है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च बिजली की खपत और क्लोरीन की खपत होती है। हाल के वर्षों में, नए घरेलू कारखानों ने धीरे-धीरे उन्नत बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं को अपनाया है, जिससे उत्पादन तकनीक में सुधार हुआ है और लागत कम हुई है।

2005 और 2006 में कच्चे माल टाइटेनियम स्पंज की कीमत 2,700 अमेरिकी डॉलर प्रति टन तक पहुंच गई। बाद में, कच्चे माल, क्लोरीनीकरण, रिफाइनिंग और टाइटेनियम स्पंज उत्पादन के इलेक्ट्रोलिसिस में तकनीकी बाधाओं की सफलता के साथ। 2017 के आसपास, टाइटेनियम स्पंज की कीमत को 1,100 अमेरिकी डॉलर प्रति टन पर समायोजित किया गया था। 2024 तक, टाइटेनियम स्पंज की कीमत में "उच्च खुलने और कम होने" की प्रवृत्ति देखी गई। वर्ष की शुरुआत में टाइटेनियम स्पंज की कीमत अधिक थी, लेकिन बाजार में आपूर्ति और मांग में बदलाव के साथ, कीमत धीरे-धीरे गिर गई। अब तक, टाइटेनियम स्पंज की कीमत लगभग $7,{9}}/टन तक गिर गई है, जो एक नए ऐतिहासिक निचले स्तर पर पहुंच गई है।

अपने निम्नतम बिंदु पर भी, टाइटेनियम स्पंज की कीमत अभी भी $6/किग्रा है। क्योंकि टाइटेनियम स्पंज महंगा है, टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु महंगे हैं। टाइटेनियम स्पंज की उत्पादन और शोधन प्रक्रिया बहुत जटिल है। उत्पादन प्रक्रिया के लिए उच्च तापमान, उच्च ऊर्जा खपत वाले उपकरण और वैक्यूम वातावरण की भी आवश्यकता होती है। ऊर्जा लागत में वृद्धि का सीधा असर इसकी ऊंची कीमत पर भी पड़ता है। इससे टाइटेनियम मिश्र धातुओं की कीमत ऊंची बनी हुई है।

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