Научно-фантастический проект_Консультации

[Octogen]

Здравствуйте, уважаемые специалисты!
Работаю над одним, весьма своеобразным, игровым проектом, в котором, мне необходимо реализовать (программно) процесс добычи и переработки металлов, т.е. нужны технологические процессы и технологии. По проекту используются следующие ключевые металлы: титан, железо, олово, медь, может что-то еще. Сплавы должны обеспечить жизнедеятельность и работу под водой станций и аппаратов, это значит, что основным критерием оценки качества сплавов должны быть антикоррозийная стойкость, а так же их "сопротивляемость" давлению на больших глубинах.
Хотелось бы подчеркнуть, что какую-то часть процессов можно рассматривать именно с фантастической стороны, нежели с научно-практической, но все же последний вариант наиболее предпочтителен.
Добыча целиком предполагается на дне океана, тут я могу как-то еще обрисовать процесс (например, гидротермальные источники и осадочные породы), но вот переработка и обогащение для меня являются очень труднопреодолимым звеном (я - программист :ugeek:).
Прошу оказать профессиональные консультации по описанным процессам, буду так же крайне признателен, если подбросите идей на заданную тему или поправите в чем.
Заранее благодарю за дискуссию!

[Ares]

Я так и не понял чего Вы хотите. Инструкцию по выплавке титана из рутила на дне морском?
Ничего не получится - нужны вакуумные печи. Придется размещать производство в Космосе.

[Cord]

... буду так же крайне признателен,..

"Крайне"- это как это?

[al]

Крайне- это всё равно,что "весьма". Я так думаю.

[Cord]

Вопрос не по русскому языку, а по арифметике...

[Guru]

Вопрос не по русскому языку, а по арифметике...

Признательность не измеряется в цифрах, особенно крайняя...

[Michael]

вообще советую посмотреть в википедии. там в статьях инфы по добыче и переработке впринципе достаточно. попрыгайте по статьям, пособирайте инфу и если чтото непонятно то тут можно конкретный вопрос задать

[Octogen]

Признательность не измеряется в цифрах, особенно крайняя...

Вы бы по делу, лучше, изложили мысли...

Вики всю перелистал на тему "Металлургия", но четко отстроенного процесса получения сплава (допустим титанового) не удалось найти. По-сути, я пришел на форум уже попытавшись достать нужную информацию. Мне не так просто сформулировать запрос в Гугл для поиска, ибо тема для меня "чужая"!
Вакуум мы получим "фантастическим путем", если условия, по-вашему, невозможно создать под водой...
Кто из уважаемых собеседников сможет изложить производственную цепь по титану?

[Medwar]

Вас интересует именно процесс получения сплавов, уже имея выплавленный титан?

[Ares]

Все очень просто: титановые концентраты обогащаются до чистого оксида и восстанавливаются в печи в токе чистого водорода до губки. Полученная губка переплавляется в вакууме.
Как два пальца об асфальт!

[Michael]

Все очень просто: титановые концентраты обогащаются до чистого оксида и восстанавливаются в печи в токе чистого водорода до губки. Полученная губка переплавляется в вакууме.
Как два пальца об асфальт!

может я отстал, 4 года назад рефератик по получению титана писал, про водородный способ ничего не было вроде. ну и сразу выдержка из того рефератика. в википедии собственно по промышленному способу тоже самое написано

   Вот как выглядит магнийтермический способ производства титана, разработанный в 1940 г. американским ученым У. Кролем.
Двуокись титана с помощью хлора (в присутствии углерода) переводят в четыреххлористый титан: TiO2 + С + 2Сl2 → TiCl4 + CO2.
Процесс идет в шахтных электропечах при 800...1250°C. Другой вариант – хлорирование в расплаве солей щелочных металлов NaCl и KCl.
Следующая операция (в одинаковой мере важная и трудоемкая) – очистка TiCl4 от примесей – проводится разными способами и веществами. Четыреххлористый титан в обычных условиях представляет собой жидкость с температурой кипения 136°C.
Разорвать связь титана с хлором легче, чем с кислородом. Это можно сделать с помощью магния по реакции TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2.
Эта реакция идет в стальных реакторах при 900°C. В результате образуется так называемая титановая губка, пропитанная магнием и хлоридом магния. Их испаряют в герметичном вакуумном аппарате при 950°C, а титановую губку затем спекают или переплавляют в компактный металл.
Натриетермический метод получения металлического титана в принципе мало чем отличается от магнийтермического. Эти два метода наиболее широко применяются в промышленности.
Для получения более чистого титана и поныне используется иодидный метод, предложенный ван Аркелем и де Буром. Металлотермический губчатый титан превращают в иодид TiI4, который затем возгоняют в вакууме. На своем пути пары иодида титана встречают раскаленную до 1400°C титановую проволоку. При этом иодид разлагается, и на проволоке нарастает слой чистого титана. Этот метод производства титана малопроизводителен и дорог, поэтому в промышленности он применяется крайне ограниченно

[Бурлаков Богдан]

Octogen, по добыче ресурсов на дне моря, особенно с научно-фантастической точки зрения, могу посоветовать вот такую статью: http://underwater.su/books/item/f00/s00/z0000004/st009.shtml.
Для игрового проекта, если конечно это не лежит в концептуальных основах игры, я бы не стал сильно заморачиваться дотошным подходом к виртуализации металлургических процессов. Возьмите основные принципы и обогатите их фантастической составляющей 

[Octogen]

Octogen, по добыче ресурсов на дне моря, особенно с научно-фантастической точки зрения, могу посоветовать вот такую статью: http://underwater.su/books/item/f00/s00/z0000004/st009.shtml.
Для игрового проекта, если конечно это не лежит в концептуальных основах игры, я бы не стал сильно заморачиваться дотошным подходом к виртуализации металлургических процессов. Возьмите основные принципы и обогатите их фантастической составляющей 

Именно в таком ключе и собирался рассматривать проблему. Видите ли в чем дело, наша "бригада" планирует очень объемный проект и околонаучный (не полностью, конечно) подход нам видится очень важным, по-этому информация от людей знающих весьма ценна! Спасибо, дорогие друзья: Бурлаков Богдан, Michael!!!
Лирическое отступление... Вот почитываю периодически материалы разные, касаемые изучения океанов, все технологии были изобретены в период с 60-е по 70-е годы, современных же изысканий на этот счет практически нет, мы устремились в космос, имея у себя его под ногами... И думается мне, что океан в освоении гораздо сложнее...

[Michael]

промышленно железо с оловом получают сходным образом. если по простому обжигают с углем/коксом с добавлением флюса(для удаления в легкоплавком виде примесей). есть способы получения более чистых металлов, но это сложнее.
с медью посложнее. Медные руды и концентраты с большим содержанием серы подвергаются окислительному обжигу. В процессе нагрева концентрата или руды до 700—800 °C в присутствии кислорода воздуха, сульфиды окисляются и содержание серы снижается почти вдвое от первоначального. После обжига руда и медный концентрат подвергаются плавке на штейн. В конвертер заливают штейн и подают кварцевый флюс, содержащий 70-80% SiO2. процесс проходит в 2 этапа - в первый сульфиды окисляются до оксидов. до той поры пока все железо не окислится и не уйдет в шлак, так как сульфид железа восстанавливает окись меди до сульфида. во второй период окисляется сульфид меди и по обменной реакции выделяется медь:
2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2
Cu2S + 2Cu2O = 6Cu + O2

[Octogen]

Благодарю Вас, уважаемый!

[Бурлаков Богдан]

Электролитические ванны (для очистки той же меди), также можно включить в игру.
Только представьте. Земная твердь истощена, борьба за ресурсы переходит в пучины океанов. Глубоко на дне, в Северном-Ледовитом океане, работают атомные электростанции (на добываемом там же уране), а в пустотах, оставшихся после добычи нефти и газа, смонтированы гигантских размеров электролитические ванны, в которых, во благо воинственной корпорации, происходит очистка меди. Там же мощнейшие дуговые и индукционные печи, дающие свехстали и суперполупроводники. 
Чем не сюжет для фантастической игры-стратегии?!   

 

[Ares]

Все очень просто: титановые концентраты обогащаются до чистого оксида и восстанавливаются в печи в токе чистого водорода до губки. Полученная губка переплавляется в вакууме.
Как два пальца об асфальт!

может я отстал, 4 года назад рефератик по получению титана писал, про водородный способ ничего не было вроде. ну и сразу выдержка из того рефератика. в википедии собственно по промышленному способу тоже самое написано

   Вот как выглядит магнийтермический способ производства титана, разработанный в 1940 г. американским ученым У. Кролем.
Двуокись титана с помощью хлора (в присутствии углерода) переводят в четыреххлористый титан: TiO2 + С + 2Сl2 → TiCl4 + CO2.
Процесс идет в шахтных электропечах при 800...1250°C. Другой вариант – хлорирование в расплаве солей щелочных металлов NaCl и KCl.
Следующая операция (в одинаковой мере важная и трудоемкая) – очистка TiCl4 от примесей – проводится разными способами и веществами. Четыреххлористый титан в обычных условиях представляет собой жидкость с температурой кипения 136°C.
Разорвать связь титана с хлором легче, чем с кислородом. Это можно сделать с помощью магния по реакции TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2.
Эта реакция идет в стальных реакторах при 900°C. В результате образуется так называемая титановая губка, пропитанная магнием и хлоридом магния. Их испаряют в герметичном вакуумном аппарате при 950°C, а титановую губку затем спекают или переплавляют в компактный металл.
Натриетермический метод получения металлического титана в принципе мало чем отличается от магнийтермического. Эти два метода наиболее широко применяются в промышленности.
Для получения более чистого титана и поныне используется иодидный метод, предложенный ван Аркелем и де Буром. Металлотермический губчатый титан превращают в иодид TiI4, который затем возгоняют в вакууме. На своем пути пары иодида титана встречают раскаленную до 1400°C титановую проволоку. При этом иодид разлагается, и на проволоке нарастает слой чистого титана. Этот метод производства титана малопроизводителен и дорог, поэтому в промышленности он применяется крайне ограниченно

О! Для того, чтобы реализовать тех.процесс по предложенному Вами методу понадобится целый хим.комбинат.
Я предложил водород, как более чем доступный элемент - кругом вода. Бери и разлагай электролизом.

[Michael]

При температуре выше тысячи двуокись титана восстанавливается водородом до Ti3O5 по реакции: 3TiO2+H2=Ti3O5+H2O при более высоких температурах образуется смесь оксидов.
плюс водород неплохо растворяется в титане и выгнать его крайне сложно.

понадобится целый хим.комбинат

не больше чем для электролиза. в воде щелочей много, как и хлора

[Guru]

С моей точки зрения, самое сложное замкнуть энергетическую цепочку. На поверхности это происходит за счет тепловых и гидростанций. А под водой?
Титан можно плавить и в аргоне, не обязательно в вакууме.

[Michael]

воткнуть тепловую станцию на курильщик, или в течение турбину поставить.
и кстати о курильщиках. их же можно и как источник меди(свинца, цинка, золота, серебра) использовать. на определенном расстоянии от курильщиков в океане располагаются поля железо-марганцевых конкреций. ну а титан и олово это россыпи на побережье

[Octogen]

Продолжайте, господа! 
Относительно водорода согласен, "выгнать его" не менее сложно, чем кислород... Читал об этом!

[Octogen]

воткнуть тепловую станцию на курильщик, или в течение турбину поставить.
и кстати о курильщиках. их же можно и как источник меди(свинца, цинка, золота, серебра) использовать. на определенном расстоянии от курильщиков в океане располагаются поля железо-марганцевых конкреций. ну а титан и олово это россыпи на побережье

А разве в конкрециях, в местах расположения курильщиков, не вся периодическая таблица? Вода, температурой 300-400С, уже, вроде как, содержит в растворах все минералы. При этом морская вода уже имеет в составе тот же титан (если не ошибаюсь - 0.001г/л), осадочные породы на дне не будут ли логичны в этом случае?

[Guru]

Выковырять из любой породы можно любой элемент, но чем ниже содержание - тем больше энергетические затраты на извлечение и сложнее технологическая цепочка.

[Michael]

я не ухожу в область фантастики. на урале множество крупных месторождений меди, образоывавшихся миллионы лет назад на черных курильщиках, россыпи отрабатываются давно и успешно. и не так давно японцы начали прорабатывать возможность добычи ЖМК со дна. вроде даже уже добывают потихоньку.
а то что вся таблица в воде есть, какието элементы в несклько повышенном количестве в тех же жмк. так это конечно да. можно придумать фантастические фильтры улавливающие все подряд и выплевывающие кубики отдельных элементов.

[Octogen]

Все таки, какой вариант мне избрать для проекта? Какой наиболее правдоподобен из всех предложенных для исходных условий? Я планирую изложить всю технологическую цепочку в виде схемы, где игрок будет волен избрать для своего персонажа работу в одном из звеньев этой цепи...
Энергию, мы будем получать от курильщиков, в этом вопросе я определился сразу. АЭС использовать не планируется, разве что на подводных аппаратах дальнего радиуса действия, хотя, возможно, придумаю что-то с водородом, ведь его много вокруг.

[Guru]

можно придумать фантастические фильтры улавливающие все подряд и выплевывающие кубики отдельных элементов.

Любая технология основанная на фильтрах (да и любых других физических методах разделения низко концентрированных растворов) годиться для получения малых количеств вещества (до первых сотен тонн), ни о каком железе, титане, алюминии - главных конструкционных материалах говорить не серьезно. Без химических (электрохимических) методов никакой энергии не хватит, не говоря уже о габаритах установок.

[Octogen]

Вот что удалось найти по добыче марганцевых конкреций: http://underwater.su/books/item/f00/s00/z0000023/st033.shtml. Необходимо подчеркнуть, что данные в книге собраны до 1970 года! Более свежих данных мне пока не удалось найти... Можно предположить, что технологии слегка засекречены или промышленные монстры не могут договориться между собой по юр.правам на месторождения.