مادهی معدنی تیتانیوم دیاکسید، با فرمول شیمیایی TiO2 یکی از پرکاربردترین مواد معدنی در جهان است که حدود ۹۰ درصد مصرف عنصر تیتانیوم را به خود اختصاص میدهد. کاربردهای اکسیدهای تیتانیوم به صورت کلی در تولید رنگدانههای سفید، لعابهای سرامیکی، صنایع لاستیکسازی، تولید کاغذ و کارتن، صنایع غذایی و دارویی و بهداشتی است.
عمدهی مصرف اکسید تیتانیوم در ایران، رنگدانهی تیتان (تیتانیوم دیاکسید) است که سالانه در حدود ۵۰ هزار تن از این ماده به کشور وارد میشود. این حجم بالای واردات در حالی است که معادن غنی از کانیهای تیتانیومدار اکسیدی (مانند ایلمنیت) در کشور وجود دارد و میتوان با احداث کارخانه و فرآوری سنگهای معدنی، از واردات بینیاز شد و نگاه پرسودی نیز به بازارهای صادراتی داشت.
امروزه بیشتر کانیهای تیتانیومدار باقیمانده در سطح معادن دنیا کانیهای ایلمنیتی (FeO.TiO2) هستند که از اکسید آهن و دیاکسید تیتانیوم تشکیل شدهاند. با این توضیح، دو روش کلی و فراگیر برای تولید تیتان وجود دارد؛ فرآیند سولفاته و فرآیند کلریدی.
۱- فرآیند کلریدی تولید تیتان:
برای استفاده از این روش معمولاً به روتیل نسبتاً خالص نیاز داریم (روتیل یکی از کانیهای دیگر تیتانیومدار است که حداقل حاوی %۷۰ تیتان باشد). واکنش ابتدایی در این روش کاهش TiO2 با کربن و سپس واکنش مجدد آن با کلر است.
در مرحله بعد TiCl4 تقطیر شده (در واقع با این کار ناخالصیهای موجود گرفته شده و باعث میشود تیتان نهایی خالصتر باشد) و در دماهای بسیار زیاد تحت شعلهی اکسیژن خالص به TiO2 تبدیل میشود.
۲- فرآیند سولفاته تولید تیتان:
در این روش کنسانترهی معدنی در دمای بالا طی فرآیند حلسازی در اسید سولفوریک حل شده و تیتانیل سولفات (TiOSO4) به دست میدهد.
در مرحلهی بعد با کم کردن دما و فیلتر کردن، سولفات آهن از محلول جدا میشود. سپس فرآیند هیدرولیز انجام میشود و تیتانیوم سولفید آبدار به دست میدهد.
در مرحلهی آخر با استفاده از افزایش حرارت (فرآیند تکلیس)، میتوان به محصول تیتان دست یافت که این ماده پس از عملیاتهای اصلاحی بعدی، تبدیل به رنگدانه میشود. در شکل زیر، شمایی از این فرایند را میبینید.
شرکت دانشبنیان تیتانیوم صنعت شریف، پس از یک سال فعالیت علمی و مطالعات متعدد پژوهشی و آزمایشگاهی، توانست به فناوری تولید تیتان به روش سولفاته دست یابد و فرآیند تولید رنگدانه را برای اولین بار در کشور بومیسازی کند.
همزمان با این فعالیتها، مجتمع صنعتی ذوبآهن پاسارگاد عهدهدار بهرهبرداری از معدن تیتانیوم کهنوج در استان کرمان شد. پس از اطلاع این شرکت از توانمندی شرکت تیتانیوم صنعت شریف در زمینهی تولید تیتان و درخواست از تیتانیوم صنعت شریف، این شرکت به عنوان پیمانکار طراحی، مدلسازی و مدیریت بهرهبرداری نخستین واحد پایلوت این محصول باارزش با ظرفیت ۱۰۰۰ تن در سال وارد کار شد و پس از طراحی مهندسی پایلوت صنعتی، این مجموعه در حال ساخت است.