Το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου έχουν σημαντική αξία εφαρμογής στην αεροδιαστημική, τη βιοϊατρική και άλλους τομείς λόγω των εξαιρετικών τους ιδιοτήτων, αλλά η παρασκευή τιτανίου και κραμάτων τιτανίου με παραδοσιακή θερμική αναγωγή μετάλλων έχει τα προβλήματα της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας και του υψηλού κόστους. Επί του παρόντος, η τεχνολογία παρασκευής τιτανίου και κραμάτων τιτανίου βρίσκεται στο στάδιο μετατροπής από μεταλλουργία χλωρίωσης υψηλής-ενέργειας σε ηλεκτροχημική μεταλλουργία χαμηλών-άνθρακα. Υπάρχουν δύο κύριες τεχνικές κατευθύνσεις για την παρασκευή τιτανίου και κραμάτων τιτανίου – η θερμική αναγωγή μετάλλων (Hunter, Kroll, DRTS, κ.λπ.) και η ηλεκτροχημεία τετηγμένου άλατος (FFC, OS, ηλεκτραπόθεση τετηγμένου αλατιού, κ.λπ.).
Ολοκληρωμένη συγκριτική ανάλυση μεθόδου θερμικής αναγωγής και ηλεκτροχημικής μεθόδου λιωμένου άλατος
Η ανάπτυξη-υψηλής ποιότητας και η τυποποίηση της βιομηχανίας τιτανίου έχουν γίνει αναπόφευκτη απαίτηση για τον μετασχηματισμό και την αναβάθμιση της βιομηχανίας. Η σύγκριση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων της τρέχουσας κύριας τεχνολογίας εξαγωγής τιτανίου περιγράφεται λεπτομερώς στον Πίνακα 1. Οι μέθοδοι Kroll και Hunter είναι δύο κλασικές τεχνικές για τη βιομηχανική παραγωγή σπόγγου τιτανίου. Μεταξύ αυτών, η μέθοδος Hunter έχει αντικατασταθεί σταδιακά από τη μέθοδο Kroll και την αναδυόμενη μέθοδο ηλεκτρόλυσης λόγω της χαμηλής απόδοσης παραγωγής και της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας, αλλά εξακολουθεί να έχει ερευνητική αξία σε σενάρια τιτανίου υψηλής καθαρότητας ή ειδικών εφαρμογών. Λόγω της πολυπλοκότητας της διαδικασίας, της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας και της διακοπτόμενης παραγωγής, το κόστος παραγωγής της μεθόδου Kroll παραμένει υψηλό, γεγονός που περιορίζει σοβαρά την εφαρμογή της σε μεγάλη- κλίμακα. Τα τελευταία χρόνια, η ηλεκτροχημεία τετηγμένου αλατιού (όπως FFC, USTB και άλλες διεργασίες) έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή λόγω των πλεονεκτημάτων της, όπως το πράσινο, το χαμηλό{8} άνθρακα και το δυναμικό συνεχούς παραγωγής. Αν και αυτές οι διεργασίες βρίσκονται ακόμη στο μεταβατικό στάδιο από τις εργαστηριακές δοκιμές σε πιλοτικές δοκιμές, αναμένεται να επιτύχουν βιομηχανική εφαρμογή εστιάζοντας στην υπέρβαση βασικών τεχνικών σημείων συμφόρησης όπως η βελτίωση της τρέχουσας απόδοσης, ο έλεγχος καθαρότητας του προϊόντος και η σταθερότητα της ενίσχυσης του εξοπλισμού.
Η ευρεία εφαρμογή του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου σε διάφορους τομείς όπως η αεροδιαστημική και η ιατρική οδηγεί στην πρόοδο των διαδικασιών παραγωγής της. Παρά τις τρέχουσες ανακαλύψεις στις διεργασίες εξαγωγής τιτανίου, δεν βρέθηκε τεχνολογία που να αντικαθιστά τη μέθοδο Kroll στη βιομηχανία. Από την παλαιότερη μέθοδο Hunter έως τη μέθοδο FFC και τη μέθοδο OS, αν και η κατανάλωση ενέργειας και η περιβαλλοντική ρύπανση έχουν μειωθεί σε κάποιο βαθμό, εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν προβλήματα όπως χαμηλή απόδοση ρεύματος και αδυναμία συνεχούς παραγωγής.
Η ηλεκτροχημεία τετηγμένου αλατιού θεωρείται βιώσιμη εναλλακτική λύση της μεθόδου Kroll στη βιομηχανία λόγω των δυνατοτήτων της για χαμηλή-συνεχή παραγωγή ρύπανσης. Μεταξύ αυτών, η μέθοδος USTB έχει κάνει μεγάλες ανακαλύψεις στην εξαγωγή τιτανίου, επιτυγχάνοντας ημι-συνεχή παραγωγή ενώ παράγει τιτάνιο υψηλής-καθαρότητας. Επιπλέον, η μέθοδος ηλεκτροαπόθεσης τετηγμένου αλατιού μπορεί να παρασκευάσει άμεσα κράματα τιτανίου, αποφεύγοντας το πρόβλημα υψηλής κατανάλωσης ενέργειας στην παραδοσιακή διαδικασία κράματος.
