Obtención del titanio para uso en biomateriales.2003

|OBTENCIÓN DEL TITANIO PARA USO EN BIOMATERIALES |
|Obtención y Selección de Materiales |
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|GLENDA B. HERNÁNDEZ VÁZQUEZ | |
|BELÉN SOLER BERENGENA | |
|Curso 2007/2008 | |
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OBTENCIÓN DEL TITANIO PARA USO EN BIOMATERIALES

1. INTRODUCCIÓN. ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS

En 1791, el clérigo inglés W. McGregor, mientras estudiaba una arena negra de Cornualles, descubrió en la ilmenita el óxido de un nuevo metal. Tres años después, el farmacéutico prusiano K. H. Klapproth, en unainvestigación sistemática de elementos (que le había llevado a descubrir poco antes el uranio y el circonio), halló el mismo elemento en el rutilo y lo llamó titanio (de títanos, tierra blanca), nombre de claras connotaciones mitológicas (Titanes, hijos de La Tierra, que intentaron conquistar el cielo).
El titanio es un elemento que se puede encontrar en cualquier punto del universo. Ha sidodetectado en las estrellas, en el polvo interestelar, en meteoritos y en la corteza de la Tierra. Es el noveno elemento (y el cuarto metal, tras el hiero, el aluminio y el magnesio) más abundante en la corteza terrestre (un 0,9% en masa, sesenta veces más abundante que el cobre) si bien no es tan frecuente su existencia en concentraciones que hagan económicamente viable su extracción. Está presente enla mayoría de los minerales, sustituyendo al silicio en muchos silicatos, aunque se le parece tanto que su presencia pasó inadvertida hasta aquellos años. Los minerales que muestran una mayor concentración de este metal son el rutilo (TiO2) y la ilmenita (FeO·TiO2), además de la anatasa y la brookita (ambas son también TiO2).
En 1825, Berzelius obtuvo una muestra impura del metal a partirde su óxido y en 1910, M.A. Hunter, buscando metales para filamentos de lámparas, preparó titanio puro calentando con sodio. Abandonó la investigación debido a la baja temperatura de fusión del titanio.
En 1925, A. E. Van Arkel obtuvo titanio de alta pureza por disociación de su yoduro.
En el año 1937, el luxemburgués W. Kroll, en asociación con Siemens y Helske, publicó en EstadosUnidos un procedimiento de obtención industrial del titanio a partir de sus óxidos, consistente en la reducción del compuesto tetracloruro de titanio con magnesio molido, en una atmósfera de argón para evitar la oxidación. Este fue el primer proceso que permitió la obtención de cantidades apreciables de titanio puro, y se sigue utilizando mayoritariamente en la actualidad. Pero este procedimiento,consume una gran cantidad de energía (70% superior a la que se necesita para obtener el mismo peso de aluminio) y la baja producción, son condicionantes que contribuyen al alto precio del titanio.
Se ha dado a conocer otro procedimiento que necesita menos energía (electrólisis de sales fundidas: cloruros, óxidos o fluorotitanatos), pero ha encontrados ha encontrado poca aplicacióncomercial.
Las principales minas de los minerales utilizados, la ilmenita y el rutilo, están en Australia, Sudáfrica, Sierra Leona, Canadá y Estados Unidos, y el dióxido de titanio obtenido (el 15% a partir del rutilo y el 85% de la ilmenita) se emplea fundamentalmente como pigmento de pinturas y en la fabricación de papel. Sólo un 10% de la producción actual se destina a la obtención de titanio...