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钛矿

钛矿是指含有大量钛矿石的矿产,我国主要利用的有钛铁矿、金红石和钛磁铁矿等。中文名钛外文名Titanium原子量47.867元素符号Ti元
钛矿是指含有大量钛矿石的矿产,我国主要利用的有铁矿红石和钛磁铁矿等。

中文名钛外文名Titanium原子量47.867元素符号Ti元素类型金属元素原子序数22发现人格列高尔



钛是典型的亲石元素,常以氧化物矿物出现。地壳中含TiO2在1%以上的矿物有80余种,具有工业价值的有15种,我国主要利用的有钛铁矿、金红石和钛磁铁矿等(表3.5.1)。它们既有原生的(岩矿),也有次生的(风化残坡积及沉积砂矿)。


由于金属钛呈白色,具有熔点高(1727℃)、比重轻(4.5)、机械强度高(5)、耐低温(超低温下电阻率几乎为0)、耐磨蚀、线钛塑性良好(能薄壁化使用)、不易氧化、还原性强等特点;钛的氧化物——二氧化钛(钛白),具有无毒、良好的物理化学稳定性(1000℃煅烧后不熔于任何酸和碱)、折射指数高(2.55~2.70),以及很强的白度、着色力(1150~1650)、遮盖力(40~50g/m2)、耐温性、抗粉化等特征,被称为“颜料之王”。因此,钛及其氧化物、合金产品是重要的涂料、新型结构材料、防腐材料,被誉为“继铁、铝之后处于发展中第三金属”和“战略金属”,也是“很有希望的金属材料”,在航空、航天、舰船、军工、冶金、化工、机械、电力、海水淡化、交通运输、轻工、环境保护、医疗器械等领域,有着广泛的应用,并创造了巨大的经济效益和社会效益,在国民经济发展中有其重要的地位和作用。


钛原料主要用来生产钛白(二氧化钛)、金属钛(海绵钛)、含钛钢以及焊条涂料。它们所占的比例,我国和国外稍有不同。钛白,我国占88%,国外占92.4%;金属钛(海绵钛),我国占10%,国外占5.3%;含钛钢及焊条涂料,我国占2.0%,国外占2.3%。
钛白不仅是性能优异的白色颜料,而且是重要的化工原料。它广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业。钛白涂料,色彩鲜艳,色调纯正;钛白是纸张的高级填料,使纸张薄而不透明,白度高,光泽好,强度大和光滑好用。钛白用于塑料工业,是不透明的着色剂;用于橡胶工业,使白色和浅色橡胶强度高,伸展率大,耐老化和不易褪色。它也是化学纤维的最佳消光材料,使透明的化纤具永久性消光效果,并可提高韧性。此外,还用于搪瓷、电器、电子原料等等方面。
钛精矿经冶炼成海绵钛后,再铸锭并制成工业纯钛和钛合金钛材。钛和钛合金钛材主要用于航空和宇航部门。与合金钢相比,钛合金可使飞机重量减轻40%。其他如人造卫星外壳、飞船蒙皮、火箭发动机壳体、导弹等等,钛合金都可大显身手。非宇航部门使用工业纯钛和钛合金主要在于发电站冷凝器、接触海水装置、化学装置和一些机械工程等方面。尤其是海水淡化加热器用钛是钛工业发展中划时代事件。兵工部门将钛主要用于舰船和兵器生产。
金属钛除主要用于生产工业纯钛和钛合金外,另一用途是为钢铁工业生产钛铁合金和含钛钢。钛在钢中作为添加元素,可以改变钢的性能。使钢在同样回火温度下,具有更高的强度和硬度,或同样硬度要求下,回火到更高的温度。我国含钛钢有高强度低合金钢、结构钢、不锈钢、耐热合金、超高强度钢和磁钢等钢种系列,广泛用于汽车、船舶和石油钻探等方面,已发展成为仅次于锰钢的第二大钢系。
主要含钛矿物金红石还是优质电焊条涂层不可缺少的原料。


1789年,英国业余矿物学家格雷戈尔(William Gregor)神甫在其教区哥纳瓦尔州的默纳金山谷里的黑色磁性砂石(钛铁矿)中发现一种新的元素(钛),当时命名为“默纳金尼特”(Menaccanite)。
1795年,德国化学家克拉普罗特(M.H.Klaproth)在对岩石矿物作系统分析检验时发现一种新的金属氧化物,即是现在的金红石(TiO2)亦含有此新元素,他把此新元素以希腊神话中天地之子Titans(泰坦神)命名为钛(Titanium)。“钛”亦即是格雷戈尔所称的“默纳金尼特”。


我国钛矿资源的地质勘查,主要是新中国成立后的50年代至60年代进行的,并相继投入开发。我国钛矿资源的深加工利用(生产钛白、焊条涂料、海绵钛、钛金属、钛材等),则是从1954年由北京有色金属研究院研制海绵钛开始,1958年沈阳有色金属加工厂建成海绵钛及钛材加工车间投产,60年代末开始形成钛工业体系(生产海绵钛、钛加工材等多种产品),至1997年,我国钛工业已形成矿山-冶炼-加工和科研-设计-生产-应用两个相互关联、比较完整的体系。我国是世界上钛精矿、锻轧钛、钛制品、钛氧化物和锐钛型钛白颜料的出口国之一。PAn clASs="sup--normal" style="font-size:12px;line-height:0;vertical-align:baseline;color:#3366CC;"> [1]
我国探明的钛资源分布在21个省(自治区、直辖市)共108个矿区,主要分布在四川攀西、河北承德、云南、海南、广西和广东,其中以四川储量最大。
全国原生钛铁矿共有45处,主要分布在四川攀西和河北承德,2011年我国原生钛铁矿储量2.46亿吨,是我国最主要的钛矿资源。
钛铁砂矿资源有85处,主要分布在海南、云南、广东、广西等地,储量500万吨,也是我国重要的钛矿资源。相比之下,金红石矿资源较少,资源产地41处,主要分布在河南、湖北和山西等地,储量仅有200万吨。
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