Titanium dan aloinya adalah bahan kritikal dalam aeroangkasa, implan perubatan, dan peralatan kimia kerana kekuatan tinggi, rintangan kakisan dan biokompatibilitasnya. Walau bagaimanapun, sekerap yang dijana semasa pengeluaran-yang terdiri daripada 70% cip dan 30% kepingan pukal-menimbulkan kedua-dua cabaran alam sekitar dan sumber jika tidak dirawat dengan betul.
Pelupusan terus sekerap yang tidak dirawat bukan sahaja membazir sumber strategik (menghasilkan 1 tan titanium primer memerlukan 4 tan bijih rutil) tetapi juga berisiko mencemarkan alam sekitar dengan minyak, oksida dan kekotoran logam. Oleh itu, kitar semula sekerap titanium yang cekap telah menjadi tumpuan penting dalam inisiatif pembuatan hijau global.
Klasifikasi Scrap dan Pra-Rawatan: Asas Pemurnian
Jenis dan Ciri-ciri Scrap
Cip Scrap: Dihasilkan daripada proses pemusingan atau pengilangan, menampilkan kawasan permukaan yang besar yang mudah mengekalkan cecair pemotongan dan lapisan oksida, yang memerlukan nyahgris yang intensif.
Scrap Pukal: Diperolehi daripada operasi pengecapan atau pemotongan, dengan pencemaran yang agak rendah tetapi kemungkinan kemasukan serpihan keluli alat.
Sisa Lebur: Mengandungi kepekatan oksida yang tinggi, memerlukan pengekstrakan kimia untuk memulihkan titanium logam.
Tiga-Langkah Pra-Proses Rawatan
►Penyahgris:
Pembersihan alkali (larutan NaOH 80 darjah) untuk melarutkan minyak mineral.
Rawatan pelarut organik ultrasonik (aseton/etanol) untuk mengeluarkan minyak teremulsi daripada-liang mikro.
►Pemisahan Magnetik: Magnet berintensiti tinggi-( Lebih daripada atau sama dengan 0.5 T) mengeluarkan bendasing besi untuk mengelakkan pencemaran semasa pencairan.
►Menghancur dan Menyaring: Sisa pukal dihancurkan<5 cm particles to enhance subsequent reaction efficiency.
Pemurnian Kimia: Teknologi Teras Terobosan
Kaedah Penjerukan-Kos-Pilihan Berkesan
Formula: HF (5–10%) + HNO₃ (20–30%) larutan asid campuran.
Function: Dissolves surface TiO₂ and TiN oxide layers with >95% kecekapan.
Cabaran: Risiko pereputan hidrogen memerlukan-penyepuhlindapan vakum pasca rawatan (500 darjah /4 jam) untuk mitigasi.
Elektrolisis Garam Lebur-Penyahoksidaan Dalam
Proses: Elektrolisis dalam NaCl-KCl-Sistem garam lebur NaF (650 darjah ) memacu ion oksigen ke anod.
Hasil: Kandungan oksigen dikurangkan di bawah 800 ppm, memenuhi piawaian-aeroangkasa TA6V (Ti-6Al-4V).
Rawatan Haba Vakum-Perubatan-Pemurnian Gred
Keadaan: 900 darjah di bawah vakum tinggi (10⁻³ Pa) dengan perlindungan gas argon.
Kelebihan: Penyingkiran hidrogen serentak (99% kecekapan) dan pemeruapan kekotoran logam (cth, Cu, Sn).
