टाइटेनियम

संक्षिप्तचरित्रम्

टैटानियं लोहस्य आविष्करणं द्वौ परिशोधकौ विभिन्नसमये कृतवन्तौ । ' ग्रेगोर् '( W. Gregor ) नामकः १७९१ तमे संवत्सरे प्रथमतया प्रकटितवान् आसीत् । अनन्तरं 'क्लप्रोथ् '( Klaproth ) नामकः यवन देशस्य देवपन्थस्य टैटनजात्याः नाम उपयोज्य " टैटानियम् " इति नाम कृ्थापितवान् । धातुसारणी ( धातु-अनुक्रमणिका - periodic table ) मध्ये सङ्क्रमणजाति-धातुसमुदाये चतुर्थे वर्गे प्रथमलोहः अस्ति । एतस्य परमाणुसंख्या २२ एवं माध्यभारः ४८ अस्ति । एतस्य वर्गे एव भ्रातृलोहौ गोमेदातु ( zirconium ) एवं गावातु ( Hafnium ) स्तः ।

उपलब्धिः

भूगर्भे, नद्यौ, शिलायां, समुद्रतीरे अपि बहवः विविधखनिजरूपेण लभ्यन्ते । सर्वेषु खनिजेषु "रुटैल्" एवं "इल्मेनैट्" इति नाम्नौ प्रसिद्धौ, व्यापारस्थायि उत्पादनार्थम् अधिकतया उपयुज्यमानौ अपि च । अद्य, टैटानियं लोहस्य उत्पादनं भारत-चीन-जपान्-अमेरिका-रष्या-उक्रैन् देशाः एव कुर्वन्ति । प्रपञ्चस्य आहत्यखनिजधनेषु भारतस्य निधिः ४०% भवति । भारत देशे खनिजाः गोवाराज्यतः ओरिस्सा / वङ्गळराज्यपर्यन्तं समुद्रतीरे लभ्यन्ते । सर्वेषु स्थलेषु खनिजनिधिः आधिक्येनधिकं केरळ, तमिळनाडु राज्ययोः वर्तते ।

उपयोगाः

अस्य लोहस्य द्वौ गुणौ प्रसिद्धौ - भारस्य अपेक्षया अधिकबलम् एवं संक्षारणविरोधकप्रतिक्रिया(corrosion resistance)शक्तिः । एतयो: कारणेन वायुयान, क्षिपि, नौकायान, रसायनयन्त्र, उपग्रह निर्माणार्थं बहवा एतस्य उपयोगं कुर्वन्ति ।

टैटानियं लोहस्य बहु मुख्य एवम् अधिकोपयोगः तस्य मिश्रधातुरूपेण अस्ति । स्फट्यातु ( अल्युमिनियम् ), रोचातु (वनेडियम् ) एताभ्यां सह मिश्रधातु ( Ti-6Al-4V ) बहु प्रसिद्धम् । उपग्रह, क्षिपि, रसायनयन्त्र, नौकायान, वायुयानानाम् उत्पादने बहु अधिकम् उपयुज्यते ॥

टैटानियं द्विजारेयं ( titanium dioxide) (प्राणवायुना कृतं भस्म इति वक्तुं शक्यते) इति रसायनं बहु प्रसिद्धम् । श्वेताञ्जनं ( white paint ) इत्यादि रङ्गलेपनानाम् एवम् औषधानाम् उत्पादने उपयुज्यते । श्वेतीकरणप्रक्रियायां ( whitening / bleaching ) एतं जारेयम् उपयुज्य श्वेतकागितं उत्पाद्यते । सूर्यकान्तिसंग्रहण- विद्युत् शक्ति-उत्पादन ( solar power generation ) यन्त्रेषु, टैटानियं द्विजारेयम् उपयुज्यते ॥

पाली-ऎथिलीन् , पाली-प्रोपिलीन् इत्यादि प्लास्टिक् एवं कृत्रिम पदार्थानाम् उत्पादने रसायनप्रतिक्रियायां (chemical reaction) उत्पादनस्य वेगं वर्धयितुं "रासायनिकमध्यवर्ती " (आवेजक - catalyst)रूपेण अपि टैटानियं त्रिनीरेयम् एवं चतुर्नीरेयं (Titanium trichloride & tetrachloride) बहुभि: उपयुोज्यते । टैटानियं चतुर्नीरेयं रसायनिक युद्धे अपि उपयोगकरं भवति ॥

अयसा ( iron ) सह मिश्रणं कृत्वा अयोटैटानियं मिश्रधातुः ( ferrotitanium ) उत्पादयते । एतस्य मिश्रधातोः उपयोगः निर्मलायस ( stainless steel ), चित्रायस ( alloy steel ), वज्रायस ( stainless / forging steel ) इत्यादि मिश्रित आयसाम् ( titanium steels ) उत्पादने अस्ति ॥

टैटानियं लोहस्य उत्पादनप्रक्रिया एवं विधानम्

प्रप्रथमं लोहखनिजस्य चूर्णीकरणं ( pulverisation ) भवति । धरणीतः लभ्यते इति कारणेन टैटानियं जारेयम् अधिकं सिकतया एवम् अयोजारेयेन् मिश्रितं भविति । सिकता ( sand ) एवम् अयसरहितं कर्तुं कौकिलीयेन ( coke - carbon ) सह मिश्रणं कृत्वा भर्जनं ( roasting, frying ) कुर्वन्ति । नीरेय ( chloride ) उपयुज्य, नीरजना ( chlorination ) इति प्रक्रियया रसायनरीत्या टैटानियं द्विजारेयं , टैटानियं चतुर्नीरेयं ( titanium tetrachloride ) रूपेण परिवर्तयन्ति । टैटानियं चतुर्नीरेयं द्रव्यरूपेण भवति । एतेन सह अयोत्रिनीरेयं ( फेर्रिक् क्लोरैड् - ferric chloride ), सिकतनीरेयं ( चतुर्नीरेयं - सिलिकान् टेट्राक्लोरैड् - silicon tetrachloride ) एवं स्फट्यत्रिनीरेयं ( aluminium trichloride ) अपि आगच्छति । एतानि शुद्ध टैटानियस्य उत्पादनार्थम् अवाञ्चित कल्मष पदार्थानि एव ॥

एतस्याः रसायन प्रतिक्रियायाः समीकरणं ( equation ) एवमस्ति -

2FeTiO₃ + 3C + 7Cl₂ = 2FeCl₃ + 2TiCl₄ + 3CO₂

अथ केवलं शुद्धटैटानियं चतुर्नीरेयम् अवश्यकम् । अतः एतस्य मिश्रणस्य पृथक् सम्बद्धराहित्यं करणीयं भवति । एतत् केवलं विभागीकरणक्वथनेन (प्रभागशः आसवन - fractional distillation) एव साध्यम् । एतत् क्वथनान्तरं, शुद्ध चतुर्नीरेयं स्वीकृत्य विविधप्रक्रियायाः उपन टैटानियं लोहः उत्पाद्यते । सप्तविधप्रक्रियाम् अन्विष्य परिशोधितवन्तः । अद्य सर्वेषु उत्पादनकेन्द्रेषु , " क्राल् प्रक्रिया " उपयुज्य एव लोहस्य उत्पादनं प्रचलति । इतरेषु , " हन्टर् प्रक्रिया " , " फ़ान् आर्केल् -डी बोयर् प्रक्रिया " " उदजनेन् निर्जारयन प्रक्रिया " , " चूर्णातुना निर्जारयन प्रक्रिया ", " विद्युत् शक्त्या विभिन्नीकरण प्रक्रिया " इति सन्ति । नूतनतया " ऎफ़्-ऎफ़्-सी केम्ब्रिड्ज् प्रक्रिया " अपि आगता ।

क्राल् प्रक्रियायाः रसायनिक समीकरणं एवमस्ति -

TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂ + उष्ण शक्ति