টাইটানিয়ামের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি মূলত এর অক্সিডেশন অবস্থা +4 দ্বারা নির্ধারিত হয়, কারণ +4 হল টাইটানিয়ামের সবচেয়ে স্থিতিশীল অবস্থা। টাইটানিয়াম কমপ্লেক্সে অষ্টহেড্রাল সমন্বয় জ্যামিতি রয়েছে, টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড (TiCl 4 ) এর উল্লেখযোগ্য ব্যতিক্রম সহ, যার টেট্রাহেড্রাল জ্যামিতি রয়েছে। টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইডের উচ্চতর জারণ অবস্থার ফলে সমযোজী বন্ধনের উচ্চতর ডিগ্রি হয়। একটি রূপান্তর ধাতু হিসাবে, টাইটানিয়াম জলীয় Ti(IV) কমপ্লেক্স গঠন করতে পরিচিত, যা জলীয় লিগ্যান্ড টাইটানিয়াম আয়ন কমপ্লেক্স নামে পরিচিত।
অক্সাইড, সালফাইড এবং অ্যালকোক্সাইড
টাইটানেট হল টেট্রাটাইটানিয়াম যৌগ, যেমন টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড (TiCl&sup4;) এবং বেরিয়াম টাইটানেট (BaTiO3)। তাদের পাইজোইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং শব্দ এবং বিদ্যুতের পারস্পরিক রূপান্তরের জন্য ট্রান্সডুসার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। ইলমেনাইট (FeTiO3) একটি টাইটানেট যৌগ।
সমস্ত টাইটানিয়াম অক্সাইডের মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হল টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO²), যা তিনটি পলিক্রিস্টালাইন অবস্থায় বিদ্যমান: রুটাইল, অ্যানাটেস এবং ব্রুকাইট, যা সাদা, ডায়ম্যাগনেটিক কঠিন পদার্থ। তারা, রুবি এবং নীলকান্তমণিরা তারার আলোর টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO²) বৈশিষ্ট্য ধারণ করে, যার কারণে তাদের একটি তারা তৈরির দীপ্তি রয়েছে।
টাইটানিয়াম(III,V) অক্সাইড (Ti3O&sup5;) হল একটি বেগুনি সেমিকন্ডাক্টর যা হাইড্রোজেনের উপস্থিতিতে উচ্চ তাপমাত্রায় টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO2) হ্রাস করে।
টাইটানিয়াম (III,IV) অক্সাইড (Ti3O&sup4;) ক্ষয় প্রতিরোধ এবং নান্দনিক উদ্দেশ্যে পৃষ্ঠের উপর বাষ্প-ফেজ আবরণ টাইটানিয়াম অক্সাইড ব্যবহার করা হয়।
টাইটানিয়াম অ্যালকোক্সাইডগুলি অ্যালকোহলের সাথে টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইডের প্রতিক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয় এবং সোল-জেল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কঠিন টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড জমা করতে ব্যবহৃত হয়।
টাইটানিয়াম আইসোপ্রোপক্সাইড শার্পলেস ইপোক্সিডেশন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে চিরাল জৈব যৌগ প্রস্তুত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
অনেক ধরনের টাইটানিয়াম সালফাইট যৌগ রয়েছে, যার মধ্যে টাইটানিয়াম ডাইসলফাইড একমাত্র সাধারণভাবে ব্যবহৃত হয়। এটির একটি স্তরযুক্ত কাঠামো রয়েছে এবং এটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরিতে ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
নাইট্রাইড এবং কার্বাইড
টাইটানিয়াম নাইট্রাইড এবং টাইটানিয়াম কার্বাইড অবাধ্য ট্রানজিশন গ্রুপের সদস্য।
টাইটানিয়াম নাইট্রাইডে দুটি সমযোজী যৌগের বৈশিষ্ট্য রয়েছে:
অত্যন্ত উচ্চ কঠোরতা
উচ্চ গলনাঙ্ক
উচ্চ ফুটন্ত পয়েন্ট
থার্মোডাইনামিক স্থিতিশীলতা
তাপ পরিবাহিতা
পরিবাহিতা
টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (TiN) এর একটি Mohs কঠোরতা 9।{1}}, নীলকান্তমণি এবং সিলিকন কার্বাইডের মতোই, এবং এটির চকচকে সোনার পৃষ্ঠের কারণে ড্রিল বিট এবং নান্দনিক উদ্দেশ্যে কাটার সরঞ্জামগুলির জন্য একটি আবরণ উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয় . অর্ধপরিবাহী উত্পাদনে, এটি একটি বাধা উপাদান হিসাবে কাজ করে।
হ্যালাইড
টাইটানিয়াম হ্যালাইডগুলি টাইটানিয়াম এবং হ্যালোজেন গ্যাসের (X²) মধ্যে সরাসরি প্রতিক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয়। সবচেয়ে সাধারণ টাইটানিয়াম হ্যালাইড হল টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড (TiCl&sup4;), একটি বর্ণহীন, উদ্বায়ী তরল। শিল্প টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড হালকা হলুদ এবং বাতাসে হাইড্রোলাইজ করে, সাদা মেঘ মুক্ত করে।
টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড ক্রোল প্রক্রিয়ার অংশ হিসাবে আকরিক থেকে টাইটানিয়াম ধাতু নিষ্কাশন করতে ব্যবহৃত হয়।
টাইটানিয়াম হ্যালাইডগুলি লুইস অ্যাসিড হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
টাইটানিয়াম হ্যালাইড টাইটানিয়াম টেট্রায়োডাইড (TiI&sup4;) ভ্যান আর্কেল প্রক্রিয়া থেকে আসে।
টাইটানিয়াম (III) এবং টাইটানিয়াম (II) টাইটানিয়াম ট্রাইক্লোরাইড এবং টাইটানিয়াম ডাইক্লোরাইড তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, পলিওলিফিন উৎপাদনে অনুঘটক হিসাবে এবং জৈব রসায়নে হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে।
টাইটানিয়াম ধাতু উত্পাদন প্রক্রিয়া
ক্রোল প্রক্রিয়াটি অশোধিত টাইটানিয়ামকে টাইটানিয়াম ধাতুতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। প্রক্রিয়ার ধাপগুলির মধ্যে রয়েছে নিষ্কাশন, পরিশোধন, স্পঞ্জ উত্পাদন, খাদ উত্পাদন, এবং আকার এবং গঠন। যেহেতু প্রক্রিয়াটির প্রতিটি ধাপ ব্যয়বহুল এবং সময়সাপেক্ষ, তাই কোনো একটি শিল্পই পাঁচটি ধাপের সবগুলো সম্পাদন করতে সক্ষম হয় না এবং স্বতন্ত্র শিল্প বিভিন্ন পর্যায়ে সম্পন্ন করে।
নিষ্কাশন
নিষ্কাশনের মাধ্যমে, আকরিক টাইটানিয়ামযুক্ত খনিজগুলির আকারে প্রক্রিয়াকরণের জন্য কোম্পানিতে পরিবহন করা হয়। বিভিন্ন ধরনের আকরিকের মধ্যে রুটাইল এবং ইলমেনাইট প্রক্রিয়াকরণের জন্য সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। ইলমেনাইট এর লোহার উপাদান অপসারণের জন্য প্রিট্রিটমেন্ট প্রয়োজন। আকরিক ক্লোরিন এবং কার্বন ধারণকারী একটি তরল বেড চুল্লিতে স্থাপন করা হয় এবং 900 ডিগ্রি উত্তপ্ত করা হয়। রাসায়নিক বিক্রিয়ার ফলে টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইডের একটি অপবিত্র রূপ উৎপন্ন হয়, যার উপজাত হিসেবে কার্বন মনোক্সাইড থাকে। টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইডে লোহা সহ অমেধ্য উপস্থিত থাকে এবং টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড তৈরি করতে অবশ্যই অপসারণ করতে হবে।
পরিশোধন
টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড উচ্চ তাপমাত্রার ভ্যাকুয়াম পাতন দ্বারা বিশুদ্ধ করা হয়। নিষ্কাশন প্রক্রিয়া চলাকালীন উত্পাদিত ধাতু বড় পাতন ট্যাঙ্কে স্থাপন করা হয় এবং উত্তপ্ত করা হয়। পরিশোধন প্রক্রিয়া অমেধ্য পৃথক করতে ভগ্নাংশ এবং বৃষ্টিপাত ব্যবহার করে। যেহেতু বিভিন্ন উপাদানের আলাদা আলাদা স্ফুটনাঙ্ক থাকে, তাই পাতনের সময় বিভিন্ন উপাদান তাদের স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছানোর সাথে সাথে সরানো হয়। অপসারণের মধ্যে রয়েছে ভ্যানডিয়াম, সিলিকন, ম্যাগনেসিয়াম, জিরকোনিয়াম এবং আয়রন।
স্পঞ্জ গঠন
স্পঞ্জ গঠনের সাথে সাথে, বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম টেট্রাক্লোরাইড তরল আকারে স্টেইনলেস স্টিলের প্রতিক্রিয়া পাত্রে ঢেলে দেওয়া হয়। ম্যাগনেসিয়াম যোগ করা হয় এবং মিশ্রণটিকে 1100 ডিগ্রি তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় যাতে ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া করে ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড তৈরি করতে পারে। অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনের সাথে প্রতিক্রিয়া এড়াতে বায়ু অপসারণের জন্য আর্গন গ্যাসকে পাত্রে পাম্প করা হয়। এই প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন টাইটানিয়াম খাঁটি টাইটানিয়াম নয়, বরং কঠিন আকারে। এটি একটি ড্রিলিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পাত্র থেকে সরানো হয় এবং অতিরিক্ত ম্যাগনেসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড অপসারণের জন্য জল এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের মিশ্রণ দিয়ে চিকিত্সা করা হয়। এই প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত টাইটানিয়াম স্পঞ্জের মতো।
খাদ সৃষ্টি
খাঁটি টাইটানিয়াম স্পঞ্জকে বিভিন্ন সংকর ধাতু এবং স্ক্র্যাপ ধাতুর সাথে মিশ্রিত করা হয় যা ব্যবহারযোগ্য ইলেক্ট্রোড বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেস ব্যবহার করে খাদ তৈরি করে। ধাতুগুলি গলে এবং উপযুক্ত অনুপাতে মিশ্রিত করার পরে, ব্রিকেটগুলিকে কম্প্যাক্ট করা হয় এবং ঢালাই করে স্পঞ্জ ইলেক্ট্রোড তৈরি করা হয়, যা একটি ভ্যাকুয়াম আর্ক ফার্নেসে গলিয়ে বিভিন্ন শিল্প ও বাণিজ্যিক পণ্য তৈরির জন্য আরও প্রক্রিয়াকরণের জন্য ইঙ্গট তৈরি করা হয়।
আকৃতি এবং গঠন
চুল্লি থেকে ইঙ্গটগুলি সরানো হয়, ত্রুটিগুলির জন্য পরিদর্শন করা হয়, প্যাকেজ করা হয় এবং টাইটানিয়াম খাদ পণ্য তৈরিতে ব্যবহারের জন্য পাঠানো হয়। তারা গ্রাহকের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে তা নিশ্চিত করতে প্রতিটি পিণ্ডের বৈশিষ্ট্য পরীক্ষা করুন। পণ্য উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন ইনগটগুলি বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যেমন ঢালাই, গঠন, ঢালাই, ফোরজিং এবং পাউডার ধাতুবিদ্যা।
ক্রোল প্রক্রিয়ার উপজাত
যখন টাইটানিয়ামকে এর অমেধ্য থেকে আলাদা করা হয়, তখন এটি ম্যাগনেসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইডকে পিছনে ফেলে, যা ক্রোল প্রক্রিয়ার উপজাত এবং পুনরুদ্ধার ট্যাঙ্কগুলিতে পুনরুদ্ধার করা হয় যা ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্লোরিনকে তাদের স্থিতিশীল আকারে, কঠিন ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্লোরিন গ্যাসে পৃথক করে। সংগ্রহ প্রক্রিয়া চলাকালীন, পুনরুদ্ধার ইউনিটের শীর্ষে ক্লোরিন সংগ্রহ করা হয়। কঠিন ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্লোরিন ক্রোল প্রক্রিয়ায় পুনরায় ব্যবহারের জন্য সংরক্ষণ করা হয়।
খাদ সৃষ্টি
চতুর্থ পর্যায়ে, বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম স্পঞ্জকে বিভিন্ন সংকর ধাতু এবং স্ক্র্যাপ ধাতুর সাথে মিশিয়ে ব্যবহারযোগ্য ইলেক্ট্রোড বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেসের সাহায্যে ব্যবহারযোগ্য খাদ তৈরি করা হয়। সমস্ত প্রয়োজনীয় ধাতুগুলি গলে এবং পছন্দসই অনুপাতে মিশ্রিত করার পরে, ভরটি কম্প্যাক্ট এবং ঢালাই করে স্পঞ্জ ইলেক্ট্রোড তৈরি করা হয়। এই স্পঞ্জ ইলেক্ট্রোডটি একটি ভ্যাকুয়াম আর্ক ফার্নেসে গলিয়ে ইনগট তৈরি করে। বাণিজ্যিকভাবে গ্রহণযোগ্য ইনগট তৈরি করার জন্য এই ইনগটগুলিকে সাধারণত বারবার গলানো হয়।
আকৃতি এবং গঠন
ক্রোল প্রক্রিয়ার চূড়ান্ত পর্যায়ে, চুল্লি থেকে ইঙ্গটগুলি সরানো হয়, ত্রুটিগুলির জন্য পরিদর্শন করা হয় এবং টাইটানিয়াম খাদ পণ্য তৈরিতে ব্যবহারের জন্য পাঠানো হয়। গ্রাহকের প্রয়োজনীয়তা পূরণ হয়েছে তা নিশ্চিত করতে প্রতিটি পিণ্ডের কর্মক্ষমতা পরীক্ষা করুন। ইস্পাতের ইনগটগুলি বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যেমন ঢালাই, শেপিং, ঢালাই, ফোরজিং, পাউডার ধাতুবিদ্যা, ইত্যাদি, এবং শেষ পর্যন্ত তৈরি পণ্যগুলিতে আকৃতি দেওয়া হয়। এটি সমস্ত প্রয়োজনীয় পণ্যের স্পেসিফিকেশনের উপর নির্ভর করে।
ক্রোল প্রক্রিয়ার উপজাত
ক্রোল প্রক্রিয়া চলাকালীন, যখন টাইটানিয়ামকে অমেধ্য থেকে আলাদা করা হয়, তখন প্রচুর পরিমাণে ম্যাগনেসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড অবশিষ্ট থাকে। ক্রোল প্রক্রিয়ার উপজাতগুলি অবিলম্বে পুনর্ব্যবহারকারী ইউনিটে পুনরুদ্ধার করা হয়। পুনর্ব্যবহারযোগ্য ট্যাঙ্কগুলি ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্লোরিনকে স্থিতিশীল আকারে পৃথক করে। অর্থাৎ কঠিন আকারে ম্যাগনেসিয়াম এবং বায়বীয় আকারে ক্লোরিন। ক্লোরিন পুনরুদ্ধার ট্যাঙ্কের শীর্ষ থেকে সংগ্রহ করা হয় এবং উভয় উপাদানই ক্রোল প্রক্রিয়ায় পুনরায় ব্যবহার করা হয়।
