製取金屬鈦的原料主要為金紅石,其中含TiO2大於96%。缺少金紅石礦的國家,例如蘇聯,則採用鈦鐵礦製成的"高鈦渣",其中含TiO290%左右。因天然金紅石漲價和儲量日減,各國都趨向於用鈦鐵礦製成富鈦料,即高鈦渣和人造金紅石。 製取鈦流程 鈦在1791年被發現,而第一次製得純淨的鈦卻是在1910年,中間經歷了一百餘年。原因在於:鈦在高溫下性質十分活潑,很易和氧、氮、碳等元素化合,要提煉出純鈦需要十分苛刻的條件。 工業上常用硫酸分解鈦鐵礦的方法制取二氧化鈦,再由二氧化鈦製取金屬鈦。濃硫酸處理磨碎的鈦鐵礦(精礦),發生下面的化學反應: FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4 ==Fe2(SO4)3+3H2O 為了除去雜質Fe2(SO4)3,加入鐵屑,Fe3+還原為Fe2+,然後將溶液冷卻至273K以下,使得FeSO4·7H2O(綠礬)作為副產品結晶析出。 Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸沉澱,反應是: Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4 鍛燒偏鈦酸即製得二氧化鈦: H2TiO3== TiO2+H2O 工業上制金屬鈦採用金屬熱還原法還原四氯化鈦。將TiO2(或天然的金紅石)和炭粉混合加熱至1000~1100K,進行氯化處理,並使生成的TiCl4,蒸氣冷凝。 TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO 在1070K 用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得多孔的海綿鈦: TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti 這種海綿鈦經過粉碎、放入真空電弧爐裡熔鍊,最後製成各種鈦材。 也可以透過反應:Ti+2CI2=TiCI4 得到的TiCI4經過高溫(1250℃左右)情況下分解: TiCI4=Ti+2CI2 由此得到純鈦棒。 鈦是一種化學元素,化學符號Ti,原子序數22,在化學元素週期表中位於第4週期、第IVB族。是一種銀白色的過渡金屬,其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐溼氯氣腐蝕。 鈦被認為是一種稀有金屬,這是由於在自然界中其存在分散並難於提取。但其相對豐富,在所有元素中居第十位。 鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石,廣佈於地殼及岩石圈之中。鈦亦同時存在於幾乎所有生物、岩石、水體及土壤中。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法 或亨特法。鈦最常見的化合物是二氧化鈦,可用於製造白色顏料。其他化合物還包括四氯化鈦(TiCl4)(作催化劑和用於製造煙幕作空中掩護)及三氯化鈦(TiCl3)(用於催化聚丙烯的生產)。
製取金屬鈦的原料主要為金紅石,其中含TiO2大於96%。缺少金紅石礦的國家,例如蘇聯,則採用鈦鐵礦製成的"高鈦渣",其中含TiO290%左右。因天然金紅石漲價和儲量日減,各國都趨向於用鈦鐵礦製成富鈦料,即高鈦渣和人造金紅石。 製取鈦流程 鈦在1791年被發現,而第一次製得純淨的鈦卻是在1910年,中間經歷了一百餘年。原因在於:鈦在高溫下性質十分活潑,很易和氧、氮、碳等元素化合,要提煉出純鈦需要十分苛刻的條件。 工業上常用硫酸分解鈦鐵礦的方法制取二氧化鈦,再由二氧化鈦製取金屬鈦。濃硫酸處理磨碎的鈦鐵礦(精礦),發生下面的化學反應: FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4 ==Fe2(SO4)3+3H2O 為了除去雜質Fe2(SO4)3,加入鐵屑,Fe3+還原為Fe2+,然後將溶液冷卻至273K以下,使得FeSO4·7H2O(綠礬)作為副產品結晶析出。 Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸沉澱,反應是: Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4 鍛燒偏鈦酸即製得二氧化鈦: H2TiO3== TiO2+H2O 工業上制金屬鈦採用金屬熱還原法還原四氯化鈦。將TiO2(或天然的金紅石)和炭粉混合加熱至1000~1100K,進行氯化處理,並使生成的TiCl4,蒸氣冷凝。 TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO 在1070K 用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得多孔的海綿鈦: TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti 這種海綿鈦經過粉碎、放入真空電弧爐裡熔鍊,最後製成各種鈦材。 也可以透過反應:Ti+2CI2=TiCI4 得到的TiCI4經過高溫(1250℃左右)情況下分解: TiCI4=Ti+2CI2 由此得到純鈦棒。 鈦是一種化學元素,化學符號Ti,原子序數22,在化學元素週期表中位於第4週期、第IVB族。是一種銀白色的過渡金屬,其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐溼氯氣腐蝕。 鈦被認為是一種稀有金屬,這是由於在自然界中其存在分散並難於提取。但其相對豐富,在所有元素中居第十位。 鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石,廣佈於地殼及岩石圈之中。鈦亦同時存在於幾乎所有生物、岩石、水體及土壤中。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法 或亨特法。鈦最常見的化合物是二氧化鈦,可用於製造白色顏料。其他化合物還包括四氯化鈦(TiCl4)(作催化劑和用於製造煙幕作空中掩護)及三氯化鈦(TiCl3)(用於催化聚丙烯的生產)。