,点1660±10℃。沸点3287℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。钛的主要特点是密度小,机械强度大,容易加工。钛的塑性主要依赖于纯度。钛越纯,塑性越大。
有良好的抗腐蚀性能,不受大气和海水的影响。在常温下,不会被稀***、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀;只有氟酸、热的浓***、***等才可对它作用。折叠编辑本段元素来源钛属于稀有金属,实际上钛并不稀有,其在地壳中的丰度占第七位,占0.45%,远远高于许多常见的金属。
但由于钛的性质活泼,对冶炼工艺要求高,使得人们长期无法制得大量的钛,从而被归类为“稀有”的金属。用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿(fetio3)、金红石(tio2)和钙钛矿等。矿石经处理得到易挥发的四氯化钛,再用镁还原而制得纯钛。
折叠编辑本段元素用途钛的强度大,纯钛抗拉强度9高可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金,但钛合金的比强度(抗拉强度和密度之比)却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性,故多用作飞机发动机零件和火箭、***结构件。
钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。现在已有用钛合金制造自动步,***座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。
钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中,钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛***是颜料和油漆的良好原料。碳化钛,碳()化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金,在装饰方面应用广泛。
钛和钛的合金大量用于航空工业,有"空间金属"之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。此外,由于钛合金还与人体有很好的相容性,所以钛合金还可以作人造骨。钛的抗腐蚀性锆是一种应用于原子能工业和在高温高压下用作耐蚀化工材料,但在溶液中其活泼性仅次于钠。
那么,在氧化钛溶液里加入活泼的硝酸锆溶液,会发现钛把硝酸锆拒之门外(如图)。可以看到,图中有明显的分层,上面是硝酸锆,下面是氧化钛。我们知道,氧化钛的密度小于硝酸锆,但依然能保持明显的分层,并把硝酸锆停留在上层,这证明了钛的抗腐蚀性。
早在1791年英国英格兰西南端康沃尔(cornwall)郡门拉陈(menacan)教区的牧师格累高尔,也是一位科学家,分析出产在他教区内的一种黑色矿砂,也就是今天成为钛铁矿的矿石时发现了一种新的金属物质并命名为menacenite。
三年后,1795年,克拉普罗特分析了匈牙利布伊尼克(boinik)地区出产的金红石,认识到它是一种新金属的氧化物,具有抵抗酸、碱溶液的特性,借用希腊神话中大地的第一代儿子们泰坦神族titans,命名这个金属为titanium,元素符号定为ti。
根据实验,钛放入海底20~50年均不会被腐蚀。折叠编辑本段辅助资料钛的主要矿石是金红石tio2和钛铁矿fetio3,它的发现也正是从这两种矿石的分析而来。两年后,克拉普罗特证实格累高尔发现的menacenite就是钛。钛对于酸、碱具有较强的耐腐蚀性,已成为化工生产中重要的材料。
钛一般被认为是稀有金属,其实它在地壳中的含量相当大,比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大,甚至比氯、磷都大。折叠编辑本段地理分布中国钛资源总量9.65亿吨,居世界之首,占世界探明储量的38.85%,主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地,其中攀西(攀枝花西昌)地区是中国9大的钛资源基地,钛资源量为8.7亿吨。
钛磁铁矿岩矿:主要矿床分布在四川省攀枝花的盐边红格和米易白马,西昌的太和;河北省承德的大庙、黑山,丰宁的招兵沟,崇礼的南天门;山西省左权的桐峪;陕西省洋县的毕机沟;新疆的尾亚;河南省舞阳的赵案庄;广东省兴宁的霞岚;黑龙江省的呼玛;北京市昌平的上庄和怀柔的新地。
中国探明的钛资源分布在21个省(自治区、直辖市)共108个矿区(图3.5.1及表3.5.4)。主要产区为四川,次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等省(区)。其中四川省表内储量(t万t)占全国同类储量(t万t)的95.1%,河北省(t万t)占3.3%,陕西省占0.46%,山西省占0.35%。
金红石岩矿主要矿床分布在湖北省枣阳的大阜山;山西省代县的碾子沟;河南省新县的杨冲;山东省莱西县的刘家庄。其中湖北省金红石(tio2)表内储量(534.43万t)占全国同类储量(750.86万t)的71.2%,山西省(154.79万t)占20.6%,陕西省(44.4万t)占5.9%。
折叠编辑本段钛矿资源截至1995年底,世界金红石(包括锐钛矿)储量和储量基础分别为3330万t和16440万t,资源总量约2.3亿t(tio2含量,下同),主要集中在南非、印度、斯里兰卡、澳大利亚。世界钛铁矿(tio2)储量和储量基础分别为2.743亿t和4.353亿t,资源总量约10亿t;主要集中在南非、挪威、澳大利亚、加拿大和印度。
截至1996年底中国保有原生钛(磁)铁矿(折tio2)储量万t(其中a+b+c级万t);钛铁矿(砂矿)矿物储量3803.19万t(其中a+b+c级2147.17万t);金红石矿物储量256.86万t(其中a+b+c级73.73万t);金红石tio2储量750.86万t(其中a+b+c级242.43万t)。一、钨(纯钨,钨钢,钨铜,钨铁,高比重,钨绞丝,钨粉,碳化钨粉末,硬质合金磨削料,桌面料,钨泥等一切含钨废料)
二、碳化钨辊环、硬质合金刀片、铣刀、球齿、截齿、一字矿山、钉锤、轧辊、钻头(PCD钻头,PCB微钻,白铁小钻头,牙轮钻头,高压风钻,潜孔钻,复合片等)。
数控刀,焊接刀,机夹刀,黄白切割料,合金密封环,拉丝模,直杆模,拔管模,辊环屑,辊环粉,合金针,合金棒等一切含钨废料。高速钢丝锥钻头等工具。
三、钼(纯钼,钼元件,钼丝,钼棒,钼粉,钼铁,钼靶材,钼催化剂,硅钼棒,钼罐等含钼废料)。
四、钴(钴板,钴片,钴粉,钴水,钴液,钴铬钨,钴铬钼,钴铬铁滑块,1J22,4J29,钴基焊丝焊条等含钴块料,刨花,粉末)。
五、钒(钒铁,钒氮合金,高钒料)。
六、镍(镍板,镍纸,镍粉,镍铁,镍铬合金,镍钨合金,镍钴合金)。
七、钛(钛棒,钛管,钛板,合金钛材料)铬铁,高铬合金等。
钽片,钽丝,钽粉,铌铁等铁合金。
八、铂(铂坩埚,铂漏板,铂铑丝,铑粉,钯金,铂铑钯催化剂等)。
九、稀土合金金属钕,镨钕合金,镧,铈,釔等。
若将中国1996年保有钛铁矿砂矿的a+b+c级矿物储量2147.17万t按含tio248%折算,则其tio2储量为1030.64万t,仅占同年世界钛铁矿(t万t的3.83%;若再将其与原生钛磁铁矿岩矿(tio2)的a+b+c级储量万t)中目前可利用的约占50%。
若将中国1996年保有金红石矿物的a+b+c级储量73.73万t按含tio294%折算成tio2储量为69.31万t,再加上同年金红石(tio2)的a+b+c级储量242.43万t,合计为311.74万t,则占同年世界金红石(tio2)储量3330万t的9.36%,由此可见中国金红石资源并不丰富。
折叠编辑本段冶炼制取金属钛的原料主要为金红石,其中含tio2大于96%。缺少金