工业上如何提炼钛

芳芳 2024-05-29 03:17:22

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制取金属钛的原料主要为金红石，其中含tio2大于96%。缺少金红石矿的**，例如**，则采用钛铁矿制成的"高钛渣"，其中含tio290%左右。因天然金红石涨价和储量日减，各国都趋向于用钛铁矿制成富钛料，即高钛渣和人造金红石。制取钛流程
钛在1791年被发现，而第一次制得纯净的钛却是在1910年，中间经历了一百余年。原因在于：钛在高温下性质十分活泼，很易和氧、氮、碳等元素化合，要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛，再由二氧化钛制取金属钛。**处理磨碎的钛铁矿（精矿），发生下面的化学反应：
fetio3+3h2so4=ti(so4)2+feso4+3h2o
fetio3+2h2so4=tioso4+feso4+2h2o
feo+h2so4=feso4+h2o
fe2o3+3h2so4=fe2(so4)3+3h2o
为了除去杂质fe2(so4)3，加入铁屑，fe3+还原为fe2+，然后将溶液冷却至273k以下，使得feso4·7h2o（绿矾）作为副产品结晶析出。ti(so4)2和tioso4水解析出白色的偏钛酸沉淀，反应是：
ti(so4)2+h2o=tioso4+h2so4
tioso4+2h2o=h2tio3+h2so4
锻烧偏钛酸即制得二氧化钛：
h2tio3=tio2+h2o
工业上制金属钛采用金属热还原法还原**。将tio2（或天然的金红石）和炭粉混合加热至1000～1100k，进行氯化处理，并使生成的ticl4，蒸气冷凝。tio2+2c+2cl2=ticl4+2co
在1070k 用熔融的镁在氩气中还原ticl4可得多孔的海绵钛：
ticl4+2mg=2mgcl2+ti
这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼，最后制成各种钛材。也可以通过反应：ti+2ci2=tici4
得到的tici4经过高温（1250℃左右）情况下分解：
tici4=ti+2ci2
由此得到纯钛棒。钛是一种化学元素，化学符号ti，原子序数22，在化学元素周期表中位于第4周期、第ivb族。是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，耐湿**腐蚀。钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，在所有元素中居第十位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛，可用于制造白色颜料。其他化合物还包括**(ticl4)（作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护）及**（ticl3)（用于催化聚丙烯的生产）。 20210311

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