我想知道关于钛的一切。

钛:元素符号Ti,原子序数22,原子量47.88,位于元素周期表第4周期ⅳB族。钛是地壳中分布最广的元素之一,丰度高(6320×10-6),占地壳重量的0.61%,居第九位。但钛资源仅次于铁、铝、镁,居第四位,是制备钛渣、人造金红石、钛白粉、海绵钛、钛金属和钛材以及焊条药皮的重要原料。由于金属钛呈银白色,具有熔点高(1727℃)、比重轻(4.5)、机械强度高(5)、耐低温(超低温时电阻率几乎为零)、耐磨、丝钛可塑性好(薄壁)、不易氧化、还原性强等特点。二氧化钛(Titanium dioxide)是钛的氧化物,无毒,物理化学稳定性好(1000℃煅烧后不溶于任何酸或碱),折射率高(2.55 ~ 2.70),白度和着色力强(1150 ~ 65438)。因此,钛及其氧化物和合金是重要的涂层、新型结构材料和防腐材料。它们被称为“继铁、铝之后的第三种发展中金属”和“战略金属”,也是“有前途的金属材料”,应用于航空、航天、船舶、军工、冶金、化工、机械、电力、海水淡化、交通、轻工、环保等领域。

一、矿物原料的特性

钛是典型的亲石元素,通常以氧化物矿物的形式出现。地壳中TiO2含量在1%以上的矿物有80多种,其中具有工业价值的有15种,我国主要使用钛铁矿、金红石和钛磁铁矿(表3.5.1)。它们既是原生矿(岩矿),又是次生矿(风化残坡积矿和沉积砂矿)。中国主要产区钛矿物原料基本特征概述。例如,参见表3.5.2。

二、用途和技术经济指标

钛原料主要用于生产二氧化钛、金属钛(海绵钛)、含钛钢和焊条药皮。他们的比例中外略有不同。钛白粉国内占88%,国外占92.4%;金属钛(海绵钛),国内占10%,国外占5.3%;含钛钢和焊条药皮在国内占2.0%,国外占2.3%。

钛白粉不仅是一种性能优异的白色颜料,也是一种重要的化工原料。广泛应用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤等行业。钛白漆,色泽鲜艳,色调纯正;钛白粉是纸张的高级填料,使纸张薄而不透明,白度高,光泽好,强度高,平滑,使用方便。二氧化钛用于塑料工业,是一种不透明的着色剂。用于橡胶工业,使白色和浅色橡胶具有高强度,高伸长率,耐老化,不易褪色。也是化纤最好的消光材料,使透明化纤具有永久消光效果,并能提高韧性。此外,还用于搪瓷、电器、电子原料等。

钛精矿冶炼成海绵钛,然后浇铸成锭,制成工业纯钛及钛合金。钛和钛合金主要用于航空和航天领域。与合金钢相比,钛合金可以使飞机重量减轻40%。其他钛合金,如卫星外壳、航天器蒙皮、火箭发动机外壳、导弹等。,可以展示自己的才华。非航空航天领域使用的工业纯钛及钛合金主要有电站冷凝器、海水接触装置、化工装置和部分机械工程。特别是海水淡化加热器用钛,是钛工业发展中划时代的事件。军械部主要在舰船和武器的生产中使用钛。

金属钛主要用于生产工业纯钛和钛合金,另一个用途是生产钢铁工业用的铁钛合金和含钛钢。钛作为钢中的添加元素,可以改变钢的性能。从而使钢在相同的回火温度下具有更高的强度和硬度,或者在相同的硬度要求下回火到更高的温度。目前,我国含钛钢包括高强度低合金钢、结构钢、不锈钢、耐热合金、超高强度钢和磁钢,广泛应用于汽车、船舶和石油钻井,已发展成为仅次于锰钢的第二大钢系列。

金红石是主要的含钛矿物,也是高质量焊条药皮不可缺少的原料。

三、矿业简史

1789年,英国业余矿物学家gregor神父在其教区Nabal的Mona金山山谷的黑色磁性砂岩(钛铁矿)中发现了一种新元素(钛),当时将其命名为“Menaccanite”。

1795年,德国化学家klaproth在对岩石矿物进行系统分析和检验时,发现了一种新的金属氧化物,即现在的金红石(TiO2)。他以希腊神话中天地之子泰坦的名字给这种新元素命名为钛。“钛”就是gregor所说的“Manakinite”。

我国钛资源的地质勘探主要是在新中国成立后的50-60年代进行的,并陆续投入开发。中国钛资源的深加工利用(生产钛白粉、焊条药皮、海绵钛、钛金属和钛材等。)始于1954年北京有色金属研究院开发海绵钛,1958年沈阳有色金属加工厂海绵钛及钛材加工车间建成投产。60年代末,开始形成钛工业体系(生产海绵钛、钛加工材料等产品)。中国是世界上钛精矿、锻钛、钛制品、氧化钛和锐钛矿型钛白粉的出口国之一。