工业上如何提炼钛

芳芳 2024-05-15 17:17:12
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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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