鈦鐵礦是鐵和鈦的氧化物礦物,是提煉鈦的主要礦石。鈦鐵礦很重,灰到黑色,具有一點金屬光澤。晶體一般為板狀,晶體集合在一起為塊狀或粒狀。成分為FeTiO3。含TiO252.66%,是提取鈦和二氧化鈦的主要礦物。三方晶系,中國四川攀枝花鐵礦中,鈦鐵礦分布于磁鐵礦顆粒之間或裂理中,并形成大型礦床。鈦鐵礦的化學(xué)成分與形成條件有關(guān)。產(chǎn)于超基性巖、基性巖中的鈦鐵礦,MgO含量較高,基本不含Nb、Ta;堿性巖中的鈦鐵礦,MnO含量較高,并含Nb、Ta;產(chǎn)于酸性巖中的鈦鐵礦,F(xiàn)eO、MnO含量均高,Nb、Ta含量亦相對較高。
鈦鐵礦的冶煉有硫酸法和氯化法,兩種方法只是在處理鈦礦上的不同:
硫酸法可以使用較低品位的鈦鐵礦石,而且還可以生產(chǎn)硫酸亞鐵成本低廉,但是污染太大副產(chǎn)物難于處理消耗硫酸多;氯化法使用的礦石品位較高而且成本較高,但是污染小副產(chǎn)物較少而且氯可以循環(huán)使用。但是兩種方法都是將鈦礦變成純的二氧化鈦,然后將純的二氧化鈦與純氯和焦炭在高溫反應(yīng)生成四氯化鈦和一氧化碳,最后用金屬鈣、鎂或者鈉將其還原成海綿狀的金屬鈦
目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法:
第一步:在高溫時,將金紅石(TiO2)和炭粉(C)混合,并通入氯氣制得TiCl4和一種可燃性氣體CO。
第二步:在氬氣(Ar)環(huán)境中,用過量的鎂(Mg)在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦(氬氣不參加反應(yīng))
工業(yè)應(yīng)用
純凈的鈦是銀白色的金屬。鈦的礦物在自然界中分布很廣,約占地殼重的0.6%,僅次于鋁、鐵、鈣、鈉、鉀和鎂,而比銅、錫、錳、鋅等在地殼中的含量要多幾倍甚至幾十倍。鈦的熔點為1725℃,它的主要特點是密度小而強度大。和鋼相比,它的密度只相當(dāng)于鋼的57%,而強度和硬度與鋼相近。和鋁相比,鋁的密度雖較鈦小,但機械強度卻很差。因此,鈦同時兼有鋼(強度高)和鋁(質(zhì)地輕)的優(yōu)點。純凈的鈦有良好的可塑性,它的韌性超過純鐵2倍,耐熱和抗腐蝕性能也很好。
由于鈦有這些優(yōu)點,所以50年代以來,一躍成為突出的稀有金屬。鈦及其合金,首先用在制造飛機、火箭、導(dǎo)彈、艦艇等方面,目前開始推廣用于化工和石油部門。例如,在超音速飛機制造方面,由于這類飛機在高速飛行時,表面溫度較高,用鋁合金或不銹鋼,在這種溫度下已失去原有性能而鈦合金在的550℃以上仍保持良好的機械性能,因此可用于制造超過音速3倍的高速飛機。這種飛機的用鈦量要占其結(jié)構(gòu)總重量的95%,故有“鈦飛機”之稱,目前,全世界約有一半以上的鈦,用來制造飛機機體和www.t0917.com噴氣發(fā)動機的重要零件。鈦在原子能工業(yè)中,用于制造核反應(yīng)堆的主要零件,在化學(xué)工業(yè)中,鈦主要用于制造各種容器、反應(yīng)器、熱交換器、管道、泵和閥等。若把鈦加到不銹鋼中,只加百分之一左右,就大大提高抗銹本領(lǐng)。









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