手機(jī)掃碼訪問本站
微信咨詢
鈦被認(rèn)為是一種稀有金屬，這是由于在自然界中其存在分散并難于提取。但其相對豐度在所有元素中居第十位。鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石，廣布于地殼及巖石圈之中。鈦亦同時存在于幾乎所有生物、巖石、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?zhàn)畛Ｒ姷幕衔锸嵌趸仯捎糜谥圃彀咨伭?。其他化合物還包括四氯化鈦（TiCl4，作催化劑及用于制造煙幕或空中文字）及三氯化鈦（TiCl3，用于催化聚丙烯的生產(chǎn)）。
鈦能與鐵、鋁、釩或鉬等其他元素熔成合金，造出高強(qiáng)度的輕合金，在各方面有著廣泛的應(yīng)用，包括宇宙航行（噴氣發(fā)動機(jī)、導(dǎo)彈及航天器）、軍事、工業(yè)程序（化工與石油制品、海水淡化及造紙）、汽車、農(nóng)產(chǎn)食品、醫(yī)學(xué)（義肢、骨科移植及牙科器械與填充物）、運(yùn)動用品、珠寶及手機(jī)等等。
鈦產(chǎn)業(yè)鏈可以分為以下四個部分：
1.鈦鐵礦、金紅石等原始礦產(chǎn)的選礦，通過物理方法取得品位更高的精礦
2. 通過對精礦的再加工提純，制取高純度的二氧化鈦，用于鈦白粉行業(yè)。
3. 通過對二氧化鈦的氧化、還原等工藝手段生成四氯化鈦，制取中間產(chǎn)品海綿鈦
4. 通過對海綿鈦的熔鑄加工，制取晶體結(jié)構(gòu)致密的鈦錠，用于生產(chǎn)鈦材及各種鈦合金
鈦（精礦）
處理鈦金屬主要分四個步驟：一、把鈦礦石還原成“海綿體”（一種透氣的形態(tài)）；二、制造鑄錠，熔化海綿體（或用海綿體加一種母合金）來形成鑄錠；三、初步制造，把鑄錠制成一般機(jī)械制品，如坯、棒、板、片、條及管；四、加工制造，把機(jī)械制品進(jìn)一步加工成型。
由于鈦在高溫時會與氧氣反應(yīng)的關(guān)系，所以不能用還原反應(yīng)來從氧化物中提煉鈦。因此商業(yè)上提煉鈦金屬要用到克羅爾法，一種既繁復(fù)又昂貴的分批處理法。（鈦的市價相對地高，是因?yàn)樵谔釤挼倪^程中，需要氧化另一種昂貴的金屬——鎂。）在克羅爾法中，氧化物首先經(jīng)過碳氯化，轉(zhuǎn)化成氯化物，過程中氯氣會在有碳的情況下，通過紅熱的金紅石或鈦鐵礦，生成四氯化鈦（TiCl4）。氯化物經(jīng)分餾法濃縮及提純后，在800攝氏度的氬氣中被熔鎂還原成鈦。
一種最近開發(fā)的提煉法，F(xiàn)FC劍橋法，日后有可能完全取代克羅爾法。此法的原料是粉末狀的二氧化鈦（一種精煉過的金紅石），而最后成品則會是鈦粉末或海綿體。假如在原料的粉末中混入粉末狀的氧化物，那么成品就會是廉價鈦合金，這樣做比使用一般的多步熔化法要便宜得多。FFC劍橋法使鈦不像從前那樣的如此稀少和昂貴，可為航天工業(yè)及奢侈品市場提供更多的選擇，同時可取代一些制品中的鋁或特殊等級的鋼。
一般鈦合金是由還原反應(yīng)所造出來的。例如，銅鈦合金（把加了銅的金紅石還原而成）、碳鈦鐵合金（把鈦鐵礦和焦炭用電爐還原而成）和錳鈦合金（金紅石加錳或氧化錳）都是經(jīng)還原而成的。
2FeTiO3+ 7Cl2+ 6C—900℃→ 2TiCl4+ 2FeCl3+ 6CO
TiCl4+ 2Mg—1100℃→ 2MgCl2+ Ti
鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、導(dǎo)熱率低、無毒無磁、可焊接、生物相容性好、表面可裝飾性強(qiáng)等特性，廣泛應(yīng)用于航空、航天、化工、石油、電力、醫(yī)療、建筑、體育用品等領(lǐng)域。世界上許多國家都已經(jīng)認(rèn)識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進(jìn)行研究開發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。