Logam

Penggunaan Logam Titanium dan Titanium Dioksida



Pesawat Pengintai CIA A-12: Foto pesawat pengintai supersonik CIA A-12 bernama "Titanium Goose" bersiap untuk mengisi bahan bakar di ketinggian tinggi. Nama itu pas karena banyak bagiannya dibuat dengan titanium. Gambar oleh Badan Intelijen Pusat.

Apa itu Titanium?

Titanium adalah logam perak yang kuat, tahan terhadap korosi, dan lembam. Ini adalah elemen kesembilan paling berlimpah di kerak bumi. Alih-alih terjadi dalam endapan besar, sejumlah kecil titanium terjadi di hampir setiap batu.

Titanium adalah unsur penting dalam sejumlah kecil mineral. Sekitar 90% dari titanium di kerak bumi terjadi di ilmenite, sebuah mineral yang kebanyakan orang belum pernah dengar. Ini adalah titanium oksida besi dengan komposisi kimia FeTiO3. Sisa dari titanium dekat permukaan Bumi adalah mineral seperti anatase, brookite, leucoxene, perovskite, rutile, dan sphene.

Nitinol 60: Nitinol 60 adalah paduan yang mengandung 60 persen nikel dan 40 persen titanium. Biasanya baja stainless digunakan untuk membuat bantalan karena keras, tetapi baja tahan karat. Nitinol 60 memecahkan masalah korosi tanpa kehilangan kekuatan dan tidak bereaksi dengan bantalan pelumas. Gambar oleh NASA.

Penggunaan Logam Titanium

Titanium adalah logam yang akrab. Banyak orang tahu bahwa itu digunakan dalam perhiasan, prosthetics, raket tenis, topeng kiper, gunting, bingkai sepeda, alat bedah, ponsel dan produk berkinerja tinggi lainnya. Titanium sekuat baja tetapi beratnya sekitar setengahnya. Ini dua kali lebih kuat dari aluminium tetapi hanya sekitar 60% lebih berat.

Titanium menggabungkan dengan besi, aluminium, vanadium, nikel, molibdenum dan logam lain untuk menghasilkan paduan berkinerja tinggi. Mesin jet, pesawat ruang angkasa, peralatan militer, bantalan, pelindung tubuh, dan produk teknologi tinggi lainnya membutuhkan suku cadang yang dibuat dengan paduan ini.

Bagian-bagian pesawat Titanium: Logam dan paduan titanium menyediakan komponen berkekuatan tinggi, ringan, dan tahan korosi untuk engine, kontrol, dan komponen struktural pesawat. NASA F-16XL ini memiliki sarung tangan titanium untuk studi aliran laminar yang mencakup bagian sayap kirinya. Gambar NASA oleh Jim Ross.

Cat putih: Sebagian besar cat putih yang digunakan saat ini mengandung titanium dioksida sebagai pigmen. Ini memberi cat warna putih cerah yang permanen, dengan opacity untuk menutupi dalam satu mantel, dan kecerahan yang memantulkan cahaya. Saat cat mengering, lapisan mineral yang tertinggal di dinding Anda adalah titanium dioksida.

Apa Itu Titanium Dioksida?

Titanium dioksida adalah bahan yang terang, putih, buram dengan komposisi kimia TiO2. Ini diproduksi dengan mengoksidasi ilmenite atau mineral titanium lainnya pada suhu tinggi. Ini kemudian ditumbuk menjadi bubuk halus yang dibutuhkan untuk banyak kegunaannya.

Sekitar sepuluh kali lebih banyak titanium digunakan dalam bentuk titanium dioksida dibandingkan dengan logam titanium. Kebanyakan orang belum pernah mendengar titanium yang digunakan dalam bentuk ini. Ini karena titanium dioksida adalah bahan dalam produk daripada bahan utama.

Senyawa pemoles: Bubuk titanium dioksida secara hati-hati diklasifikasikan berdasarkan ukuran partikel dan dijual sebagai cat untuk pekerjaan sementara dan logam. Gambar itu adalah tong tumbler batu yang baru saja dibuka dengan buih putih kental.

Penggunaan Titanium Dioksida

Penggunaan titanium yang paling umum adalah sebagai zat pemutih, cerah, dan opasitas. Cat putih berkualitas tinggi biasanya mengandung sejumlah besar titanium dioksida, yang memiliki nama pigmen "titanium putih." Titanium dioksida meningkatkan warna putih dan reflektifitas cat. Saat Anda memasuki ruangan dan menyalakan lampu, catnya sangat reflektif dan membuat ruangan tampak lebih terang - karena lebih banyak cahaya yang dipantulkan dari permukaan yang dicat. Titanium dioksida juga meningkatkan opacity cat, memungkinkan satu lapisan untuk menutupi apa yang ada di bawah ini dalam banyak situasi.

Selama hampir 2000 tahun, "timah putih" adalah pigmen penting yang digunakan dalam cat putih. Pada tahun 1904 Sherwin-Williams, produsen cat, melaporkan bahaya cat yang mengandung pigmen timbal. Sejak saat itu produsen cat mulai beralih dari pigmen timbal, dan pigmen titanium adalah pengganti yang paling layak. Saat ini, sebagian besar cat putih yang diproduksi memiliki titanium dioksida sebagai pigmennya.

Titanium dioksida ditekan ke dalam serat kertas berkualitas tinggi untuk meningkatkan keputihan, kecerahan, dan teksturnya. Ini ditambahkan ke susu skim untuk meningkatkan putih dan opacitynya. Itu ditambahkan ke pasta gigi, karet, plastik, kosmetik, tabir surya, dan banyak produk makanan dengan alasan yang sama. Ini adalah bahan yang digunakan oleh hampir setiap orang di Bumi hampir setiap hari. Hanya sedikit orang yang menyadari peran yang dimainkan titanium di dalamnya. Ini dapat digunakan dalam makanan, kosmetik dan produk lain yang dikonsumsi orang karena lembam.

Bubuk titanium dioksida juga dinilai untuk ukuran partikel tertentu untuk digunakan sebagai senyawa pemoles. Ini digunakan untuk memoles batu permata, logam dan bahan lainnya. Ini sering kurang efektif daripada poles lain tetapi ketika efektif dapat memberikan penghematan biaya.

Pasir Mineral Berat: Penggalian dangkal di Folly Beach, South Carolina, memperlihatkan lapisan tipis pasir mineral yang tebal. Sebagian besar ilmenit yang ditambang hari ini berasal dari pasir dengan konsentrasi mineral yang berat. Foto oleh Carleton Bern, Survei Geologi Amerika Serikat.

Darimana Titanium Berasal?

Sebagian besar titanium dunia diproduksi oleh penambangan pasir mineral berat. Pasir ini terjadi gradien ke bawah dari massa batuan beku yang terbuka seperti gabbro, norite, dan anorthosite. Batuan ini mengandung mineral yang mengandung titanium seperti ilmenit, anatase, brookite, leucoxene, perovskite, rutile, dan sphene.

Ketika batuan ini dipecah oleh pelapukan, mineral titanium adalah yang paling tahan. Mereka terkonsentrasi dengan pelapukan dan diangkut ke hilir sebagai butiran pasir dan lumpur. Akhirnya, mereka diendapkan sebagai pasir di sepanjang garis pantai benua. Di sinilah mereka biasanya dikeruk atau ditambang. Penambangan juga terjadi di lokasi pedalaman di mana mineral titanium diendapkan selama periode permukaan laut yang lebih tinggi dari yang kita kenal sekarang.

Pasir mineral berat ini mungkin mengandung beberapa persen ilmenit dan mineral titanium lainnya. Setelah pasir ditambang, ia pergi ke pabrik pengolahan yang memulihkan mineral yang mengandung titanium. Mineral berharga lainnya dapat dipulihkan pada saat yang sama. Mereka kemudian diproses atau dijual untuk produksi logam titanium atau titanium dioksida. Pasir kemudian dikembalikan ke lokasi di mana itu ditambang dan pantai direklamasi.

Titanium dalam Sedimen Aliran dan Tanah: Peta yang menunjukkan banyaknya titanium, dalam bentuk titanium dioksida, dalam sedimen aliran dan tanah dari bagian timur Amerika Serikat. Zona kaya titanium yang terkait dengan provinsi fisiografi Virginia Blue Ridge menunjukkan nilai lebih dari 3% berat titanium dioksida, Survei Geologi Amerika Serikat.

Produksi Titanium di Amerika Serikat

Amerika Serikat menggunakan lebih banyak mineral titanium daripada yang diproduksi saat ini, menjadikannya importir bersih titanium. Pengerukan dalam jumlah terbatas telah terjadi di lepas pantai Atlantik Florida. Ada sedimen garis pantai dikeruk dan diproses untuk menghilangkan pasir mineral berat. Ilmenite adalah mineral pembawa titanium primer yang ditemukan oleh aktivitas ini.

Penambangan darat telah terjadi di berbagai lokasi di Virginia. Di sana, sebuah badan anorthosite yang mengandung ilmenit di provinsi fisiografi Blue Ridge terpapar oleh erosi. Sedimen yang berasal dari erosi ini secara lokal dapat mengandung beberapa persen mineral berat, dengan ilmenite menjadi mineral utama yang mengandung titanium. Deposit ini telah digali dan diproses untuk menghilangkan kandungan mineral yang berat. Area di mana penambangan ini terjadi sesuai dengan sedimen aliran yang kaya titanium dan tanah yang diambil sampelnya, dianalisis dan dipetakan oleh National Geochemical Survey (lihat peta yang menyertai).

Untuk memenuhi persyaratan titaniumnya, Amerika Serikat mengimpor konsentrat mineral titanium. Produsen titanium terkemuka meliputi: Australia, Kanada, Cina, Jepang, Kenya, Madagaskar, Mozambik, Norwegia, Rusia, Arab Saudi, Senegal, Sierra Leone, dan Afrika Selatan.


Tonton videonya: Kegunaan Titanium Dioksida untuk Aplikasi Sunscreen (Juni 2021).