O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta ta’lim vazirligi toshkent kimyo texnalogiya instituti

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA TA’LIM VAZIRLIGI TOSHKENT KIMYO TEXNALOGIYA INSTITUTI

NOORGANIK MODDALAR KIMYOVIY TEXNALOGIYASI FAKULTETI
Silikat materiallar va nodir, kamyob metallar texnologiyasi kafedrasi
Kamyob, tarqoq va nodir metallar kimyosi va texnalogiyasi
fanidan
KURS ISHI
Mavzu:Titan metalini kimyosi va texnologiyasini o’rganish hamda texnologik sxemasini tuzish
BAJARDI: 3-18 guruh talabasi Abdurahmonov Eldor
LOYIHA RAXBARI: Hamidov Abdusamad

Toshkent 2021

Mundarija.

KIRISh
Ι. Nazariy qism.

1. 
   Titan tarixi.
   
2. 
   Titanning fizik-kimyoviy xossalari va xususiyatlari.
   
3. 
   Titanning minerallari.
   
4. 
   Titan qotishmalar.
   

ΙΙ. Texnologik qism.

1. 
   Minerallar tarkibi.
   
2. 
   Statistikasi.
   
3. 
   Foydalanish sohalari.
   
4. 
   olish texnologik sxemasi.
   
5. 
   Xulosa.
   

Kirish.

Titan ilgari «mukammal metall» deb nomlangan, chunki yuqori xususiyatlarga bardoshli metall boʻlgani uchun.

Titan kamdan-kam uchraydigan element bo’lib, yuqori fizikaviy va kimyoviy xususiyatlarga ega strategik muhim sanoat xom ashyosi hisoblanadi . Qayta ishlash juda qiyin va qimmat. Bu tabiatda topilgan eng mustahkam moddalar qatoriga kiradi. U inson to’qimalari va suyaklari bilan moslasha oladiganligi sababli, u sog’liqni saqlash mahsulotlari va tibbiyotda keng qo’llaniladi. Metall va qotishma sifatida u bardoshli mahsulotlarning, ayniqsa pigment sanoatida, samolyotlardan kosmik kemalarga, suv osti kemalaridan qozonlarga qadar ishlatiladigan elementidir. Maxsus qotishmalari bilan qiziqarli xususiyatlarga ega titan strategik metallar qatoriga kiradi.
Ti — Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhiga mansub kimyoviy element. Tartib raqami 22, atom massasi 47,88. Titan (unsur) oraliq metallarga kiradi. Titan (unsur) massa sonlari 46 (7,95%), 47(7,75%), 48(73,45%), 49(5,51%), 50(5,34%) boʻlgan 5 ta barqaror izotopdan iborat. Uning bir necha sunʼiy radioaktiv izotoplari ham maʼlum. 1795 yilda nemis kimyogari Titan (unsur) Klaprot TiO2 (rutil) nomaʼlum elementning oksidi ekanligini aniklagan va oʻsha elementga Titan (unsur) nomini bergan [Titan (unsur) nomi yun. afsonasidagi titanlar — Uran (Osmon) va Geya (Yer)ning bolalari nomidan olingan]. 1925 yilda Niderlandiya olimlari VanArkel va de Bur titan (IV)yodidni choʻgʻ holatidagi volfram simda parchalash yuli bilan sof Titan (unsur)oldilar. Titan (unsur) Yer poʻstining massa jihatidan 0,57% ni tashkil qiladi. Titan (unsur) tabiatda titan (1U)oksid TYU2 (rutil, anataz, brukit), temir titanat (yoki ilmenit) FeTiO3, kaltsiy titanat (yoki peroskvit) CaTiO, holida uchraydi. Ilmenit koʻpincha magnetit bilan qoʻshilib FaTiO3 nFe3O4 tarkibli titan magnetitlar hosil qiladi. Bu mineral Titan (unsur)ning muhim rudalaridan.

Tarixi
Butun boshli kimyoviy elementlar davriy jadvalida, 22-raqamli element - titanchalik "kamsitilgan" biror bir boshqa elementni topish qiyin. Ilm-fan inqilobi yuz bergan XX asrning o‘rtalariga qadar hatto eng kuchli kimyogar mutaxassislar orasida ham titan haqida batafsil ma'lumot biluvchilar juda-juda kam edi. Garchi bu element tabiatda eng keng tarqalgan elementlar sirasiga kirsa ham, uning taqdiri shunday g‘alati bo‘lgan.

Metall titan esa, ta'bir joiz bo‘lsa, uzoq vaqt "irkit o‘rdakcha" sifatida qaralgan edi. Metall titanni hech narsaga yaramaydigan juda mo‘rt material deb qarab, odatda uni chiqindi modda hisoblashardi. Aslida esa metall titan bilan bog‘liq bunday muammoning ildizi boshqa narsada edi. Kimyogarlar metall titan deb qaragan material aslida sof titan bo‘lmay, balki doimo o‘zida boshqa qandaydir yot moddalarni tutgan. Metall titanni birinchi bo‘lib 1825-yilda kimyogar olim Yens Yakob Berselius (1779-1848) ajratib olgan edi. Uning tajribasida titan qoramtir kukun tarzida, xilma-xil aralashmalar bilan qorishgan holatda olingan. Metall titanni olish borasida keyingi yutuqni farang kimyogari Anri Frederik Muassan (1857-1907) qayd etgan. Muassan laboratoriyasida 1895-yilda olingan titan tarkibida atiga 2% uglerod aralashmasi bo‘lgan edi. Yillar o‘tib, kimyogarlar metall titanni sof holda olishga muvaffaq bo‘lishgach, olimlar uning xossalari bilan tanishib yoqa ushlashga majbur bo‘lishgan. Shu choqqacha deyarli hech kim nazarga ilmay kelgan ushbu metall aslida hamma o‘ylagandek mo‘rt va yumshoq emas ekan. Aksincha, metall titan qattiqlik va qayishqoqlik bobida uncha-muncha metallardan ustun bo‘lib chiqdi. Titan korroziyaga ham juda chidamli bo‘lib, agar unga biroz palladiy qo‘shilsa, ushbu chidamkorlik ko‘rsatkichi yanada chandon ortadi. Agar metall titanni to‘g‘ri eritib undan materiallar tayyorlansa, u eng qattiq metallga aylanadi. Masalan, 1 kg titandan ustun tayyorlansa, u 1 kg po‘latdan tayyorlangan ustundan ko‘ra ancha ko‘proq yuk ko‘tara oladi. (Biroq, titan po‘latdan ko‘ra yengil bo‘lgani uchun, titandan tayyorlangan ustun qalinroq bo‘lib chiqadi).
Titanning ushbu xossalari ma'lum bo‘lgandan keyin, juda qisqa vaqt ichida u juda ommalashib ketdi. Jahon bo‘ylab metall buyumlar tayyorlashda titan faqat temir va aluminiydan ortda qolsa kerak. XX-asrning 60-80 yillarida titanni toza metall holatida sanoat miqyosida olish usullari bo‘yicha izlanishlar yoppasiga avj oldi. Keyingi yillarda tajribadan o‘tgan va iqtisodiy jihatdan o‘zini oqlagan sanoat darajasida metall titan olish usullariga - oltingugurt kislotasi yoki pirometallurgiya vositasida qayta ishlash usuli kiradi. Oltingugurt kislotasi bilan qayta ishlash natijasida rudadan avvalo titan dioksidi ajratib olinadi. Pirometallurgiya usulida esa titan rudasini koks bilan qayta ishlab, keyin xlor bilan ishlov beriladi. Natijada titan tetraxloridi olinadi. Keyin esa ushbu moddalarda titanni o‘zini ajratib olishga kirishiladi. Bunda elektroliz usulidan yoki, yod bilan ishlov berish usulidan foydalaniladi. Sof metall titan quymalarini olish uchun esa katta kuchlanishli elektr yoyidan foydalanish, yoki, elektronli-nurlantirish, yoki, plazmali qayta ishlash usullaridan foydalaniladi.
Yer qobig‘ining 1/200 qismini aynan titan tashkil etadi (bu foiz hisobida 0.57% demakdir). Sizga bu raqam unchalik katta emasdek tuyilishi mumkin, lekin hisoblab ko‘rsangiz natijadan hayratda qolasiz: har 1 tonna yer qobig‘ida 5 kg atrofida titan mavjud. Tabiatda tarqalganligi bo‘yicha titan kimyoviy elementlar ichida 10-o‘rinda turadi. Qanday qilib kimyogarlar, "burnilarining tagida" bo‘lgan shunday ko‘p miqdorli elementni uzoq vaqtgacha payqashmagan ekan? Axir taqqoslasak, yer qobig‘idagi titan miqdori xlordan uch barobar, fosfordan esa olti barobar ko‘p bo‘lib chiqmoqda-ku?! (Ushbu elementlar keng tarqalgan elementlar sanaladi - lol). Shuningdek titan, tabiatda mis, qo‘rg‘oshin, qalay singari metallardan ko‘ra 60-300 barobar ko‘proq uchraydi. Shunday bo‘lsa ham, negadir u o‘zini element sifatida kashf etilishini juda uzooooq kutishiga to‘g‘ri keldi...
Buning hammasini o‘ziga yarasha sababi bor albatta. Masalan, aytaylik qo‘rg‘oshin yer sirtida, tuproqda, yoki hatto biror mamlakat hududida ham umuman uchramasligi mumkin. Lekin yer qobig‘ining muayyan joylarida u kon bo‘lib qalashib yotadi. U yerdan esa qo‘rg‘oshinni tonnalab qazib olish mumkin. Titan esa aksincha, yer qobig‘i bo‘ylab bir tekis taqsimlangan. Uni har yerda har doim topish mumkin.
1791-yilda ingliz ruhoniy-kimyogari Uilyam Gregor (1761-1817) ilmenit nomli ruda tarkibida yangi, shu choqqacha fanga ma'lum bo‘lmagan metall mavjudligini aniqladi. Ilmenit - tarkibida temir va titan bo‘lgan ruda bo‘lib, oradan 3 yil o‘tib, ya'ni, 1794-yilda boshqa bir olim - nemis kimyogari M.X.Klaport (1743-1817) unga titan deb nom berdi. Ushbu ikki olim titanni sof holda emas, balki TiO₂ shaklida va bir-biridan bexabar tarzda, o‘zaro mustaqil kashf etishgan edi. Klaport o‘z qaydnomalarida ushbu elementni afsonalardagi katta kuch-quvvatga ega tarzda tasvirlanadigan ulkan maxluqlar - titanlar sharafiga nomlaganini, lekin buning uchun aslida unda jo‘yali sabab bo‘lmaganini ta'kidlaydi. Ehtimol unga shu variant shunchaki ko‘proq ma'qul kelgandir.
Eng muhim titan rudasi bu - rutil sanaladi. U titan dioksidi ko‘rinishida bo‘ladi. Titan dioksidi tabiatda shaffof kristallar ko‘rinishida bo‘ladi. Bunday kristallarni sun'iy holda vujudga keltirishni kimyogarlar 1949-yilda ilk bora amalga oshirilgan. Rutil kristallari yorug‘lik nurlarini hatto olmosdan ham yaxshiroq tarzda sindirish ko‘rsatkichiga ega. Agar rutilni to‘g‘ri sayqallansa, u eng serqirra brilliantdan ham chiroyliroq jilvalanadi. Muammo shundaki, rutil nisbatan yumshoq modda bo‘lib, oson tirnaladi. Shunga ko‘ra rutilga ishlov berish, uni sayqallash oson ish emas.
Fizik va kimyoviy xossalari
Titan (unsur) poʻlat kabi yaltiroq qattiq metall. Suyuqlanish trasi 1668±5°, qaynash trasi 3227°, zichligi 4,51 g/sm3. Titan (unsur) mustahkam va plastik, oson bolgʻalanadi va yoyiladi (prokatlanadi), odatdagi trada juda kuchsiz qaytaruvchi. Titan (unsur) sirtida oksid parda hosil boʻlganligidan korroziyaga bardoshliligi jihatidan zanglamas poʻlatdan ham ustun turadi. U havoda oksidlanmaydi, dengiz suvida zanglamaydi, agressiv kimyoviy muhitlarda ham oʻzgarmaydi. Titan (unsur) suyukdanish trasida eng faol metallar qatoriga oʻtadi. Kizdirilganda deyarli barcha elementlar bilan birikadi. Metallar bilan qattiq eritmalar va intermetalik birikmalar hosil qiladi. 600° dan yuqori temperaturada havo kislorodi bilan oksidlanib, Titan (unsur) (1U)oksid TYU2 ga oʻtadi. 700°dan yuqori trada azot bilan Titan (unsur) nitrid TiN hosil qiladi. 300°dan yuqori trada vodorod xlorid bilan reaksiyaga kirishib, Titan (unsur) (1U)xloridga aylanadi. Titan (unsur) konsentrlangan sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishib, Titan (unsur) sulfat Ti(SO4)2 va sulfit angidrid SO2 hosil qiladi. Titan (unsur)ning H2Ti03 va N2TYU4 tarkibli kislotalari N4TYU5 va H4Ti08 tarkibli peroksokislotalari maʼlum. Titan (unsur) oʻz birikmalarida 2 valentli boʻlishi ham mumkin.
Metall xloridlidagi Titan (unsur) ancha murakkab usulda olinadi. Avval Titan (unsur) (1U)oksid Titan (unsur) (GU)xloridga oʻtkaziladi. Soʻngra Titan (unsur) (1U)xloridni argon yoki geliy atmosferasida magniy yoki natriy bilan qaytarilib, metall Titan (unsur) olinadi. Sof Titan (unsur) esa Titan (unsur) (1U)yodidni parchalab hosil qilinadi. Sanoatda olinadigan Titan (unsur)ning asosiy qismi aviatsiya, raketa va kemasozlik texnikasiga zarur qotishmalar tayyorlash uchun ketadi. Titan (unsur)ning nikel va temir bilan hosil qilgan qotishmalari poʻlatga qoʻshiladi. Titan (unsur) zaharli emas. U oʻsimlik va hayvon organizmida doim boʻladi. Umurtqali hayvonlarning shox hosilalari, taloq, qalqonsimon bezlarida uchraydi. Kishi organizmiga bir kechakunduzda oziq moddalar va suv bilan 0,85 mg Titan (unsur) kiradi.
Titan birikmalari. Titan (unsur) (1U)oksid TiO2 — oq kukun, qizdirilganda och sariq tusga kiradi, sovitilganda rangi yoʻqoladi. Tabiatda 3 xil kristall: rutil, anataz, brukit shaklida uchraydi. Suyuqlanish trasi 1850°, qaynash trasi 3000° ga yaqin, zichligi 4,18— 4,25 g/sm3. Titan (unsur) (1U)oksid organik va suyultirilgan mineral kislotalarga, H2S va SO2 ga chidamli, ishqorlarda bir oz eriydi. Plastmassalar, sirlar, sunʼiy tolalar ishlab chiqarish.da, qogʻoz, rezina, charm, toʻqimachilik, metallurgiya va lokboʻyoq sanoatida qoʻllanadi.
Titanatlar — metatitanat, ortotitanat va polititanat kislotalarning tuzlari. Barcha titanatlar yuqori tralarda suyuqlanadi, suvda va suyultirilgan kislotalarda erimaydi, faqat konsentrlangan kislotalarda eriydi. Koʻpchilik titanatlarning dielektrik kirituvchanligi yuqori boʻlgani sababli kondensatorlar, ultratovush qurilmalari, elektron sxemalar, termokompensatorlar va boshqa ishlab chiqarihda qoʻllanadi. Oʻzgaruvchan tarkibli murakkab titanlardan armolkolit Oydagi togʻ jinslarida topilgan.
Titan galogenlar bilan birikib TiX2, TiX3 va TiX4 (bu yerda X — galogen) tarkibli galogeniddar hosil qiladi. Titan galogenidlarini amaliy ahamiyatiga koʻra quyidagi ketma-ketlikka joylashtirish mumkin: xloridlar, yodidlar, bromidlar, ftoridlar.
Titan tetraxlorid Ti C14 — oʻtkir hidli suyuqlik. Suyuqlanish trasi — 23°, kaynash trasi 136°, zichligi 1,72 g/sm3 (20°da). Suvda gidrolizlanib titan oksixlorid TiOCl2 yoki titan gidroksid (metatitanat kislota) N2TYU3 hosil qiladi. Konsentrlangan xlorid kislota taʼsirida xlortitanat kislota H2TiCl6 kompleksini beradi. Titan tetraxlorid sanoat koʻlamida ishlab chiqarilib, undan asosan (magniy va natriy bilan qaytarib) titan olinadi.
Titanning quyi xloridlar i TiCl3 va TiCl2 — beqaror moddalar; havoda oksidlanadi, gigroskopik. TiCl4 ni vodorod, rux, alyuminiy yoki titan bilan 700—1000°da qaytarib hosil qilinadi. Organik birikmalarni polimerlash jarayonida katalizator sifatida qoʻllanadi.
Titan tetrayodid, Til4 — metall kabi yaltiroq qizilqoʻngʻir tusli kristallar. Suyuqlanish trasi 150—156°, qaynash trasi 377°, zichligi 4,27—4,40 g/sm3. Suvda gidrolizlanadi. Kukun holidagi titanga 170— 200°da yod taʼsir ettirib olinadi.
Titanning quyi yodidlar i d a n Til, (toʻq binafsha tusli qattiq modda; suyuqlanish trasi 1030°) va Til2 (toʻq jigarrang qattiq modda; suyuqlanish trasi 1050°) olingan.
Titan tetrabromid TiBr4 — sariq rangli kristall modda: suyuqlanish trasi 38°, qaynash trasi 232°, zichligi 3,24 g/sm3. Suvda gidrolizlanadi. Titan karbid yoki TiO2QC aralashmani brom bugʻi ostida qizdirish yoxud Ti va bromni yuqori tralarda biriktirish yoʻli bilan olinadi.
Titanning quyi bromidlari TiBr3 va TiBr2 — beqaror, oson oksidlanadigan va gidrolizga uchraydigan moddalar. TiBr4 ni qaytarish yoʻli bilan olinadi.
Titan tetraftorid TiF4 — oq rangli qattiq modda. 284°da suyuqlanmasdan qaynaydi, zichligi 2,8 g/sm3, yuqori temperatura (427°) va bosim ostida suyuqlanadi. Oʻta gigroskopik, suvda gidrolizlanadi. Titanga, titan karbidga yoki TYU2QS aralashmaga ftor taʼsir ettirib olinadi. Ftorid kislota bilan kompleks ftor titanat kislota H2TiF6 hosil qiladi. Uning tuzlari — ftortitanatlar K2TiF6, Na2TiF6 — barqaror moddalar, texnologik amaliyotlarda qoʻllanadi.
Titanning quyi ftoridlar i TiF3 va TiF2 xam olingan Titan qotishmalar - tarkibida muayyan miqdorda legirlovchi elementlar [alyuminiy A1 (8%), molibden Mo(30%), vanadiy (V 16%), marganets Mp (8%), temir Gʻe (5%) va boshqa] boʻlgan titan asosidagi materiallar. Mustahkamligi yuqori, uncha zich emas. Kriogen temperatura (—250°S) dan yuqori (300—600°S) tralarda dengiz suvi va boshqa yemiruvchi muhitlarda zanglash (korroziya) va yemirilishga turgʻun. Antifriksion (ishqalanishga qarshi) xossalari past boʻlganligi uchun Titan qotishmalardan tayyorlangan detallarning ishqalanuvchi sirtlarini moylab turishga toʻgʻri keladi. Titan qotishmalar samolyotsozlik, raketasozlik, energetika mashinasozligi, kemasozlik, kimyo sanoati va boshqa sohalarda ishlatiladi.
Titan dioksidining kukuni titanli oq pigment deyiladi. Ushbu modda bizga ma'lum moddalar ichida eng oppoq modda sanaladi. Bu shuni anglatadiki, muayyan nisbat bilan toza suvga aralashtirilgan atiga 50 gramm titanli oq pigmentdan tayyorlangan bo‘yoq yordamida, boshqa istalgan pigmentdan ko‘ra kattaroq yuzani bo‘yash mumkin bo‘ladi. Boz ustiga, aksariyat bo‘yoq moddalardan farqli ravishda ushbu pigment toksik ham, zaharli ham emas. Uning oltingugurt birikmalari ta'siriga chidamliligi esa yana bir ijobiy ko‘rsatkichidir. Shu sababli bu modda qo‘rg‘oshinli oq bo‘yoqlarning o‘rnini bemalol bosa oladi.