金屬鐵、鎂、鋁、鉛、鋅、銅等廣泛應(yīng)用,為人們熟悉。然而近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,上述金屬已不能滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的需要。鈦卻閃爍著時代的光輝,成為金屬中的新秀。鈦及鈦的化合物、合金究竟有哪些特性和用途呢?是人們應(yīng)該了解的問題。
一、鈦的發(fā)現(xiàn)
早在1791年,英國門那新(Meneccin)山谷中靜靜地躺著一種黑色的礦砂,無人問津。牧師格利高爾(w.Gregor)是位礦物學(xué)的愛好者,當(dāng)他在自己的教區(qū)內(nèi)游覽時,發(fā)現(xiàn)并帶回了這種黑色的東西,經(jīng)過分析,他宣稱找到了一種未知的新金屬。為了紀念黑色礦砂的發(fā)現(xiàn)地,格利高爾把這種金屬稱為Menaccin,把礦砂稱為門那新礦(Menaccite),也就是現(xiàn)在所說的鈦鐵礦(FeTiO3)
1795年,德國科學(xué)家克拉普羅茲(鈾的發(fā)現(xiàn)者)從匈牙利帶回的礦物中成功地分離出一種新元素的氧化物,并很快確定他和格利高爾發(fā)現(xiàn)的是同一種元素。這種礦物就是鈦的氧化物?金紅石(TiO2)。
克拉普羅茲把此元素命名為titanium(鈦)取自神話中的“泰坦”(Titans),意指大地之神的兒子。
二、鈦的存在
鈦在地殼中的豐度為0.63% ,居元素分布序列中的第十位,僅次于氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫,比常見的鋅、鉛、鎳、銅的總和還要多16倍,但大部分處于分散狀態(tài)。主要的礦物有金紅石(TiO2)和鈦鐵礦(FeTiO3)組成復(fù)雜的釩鈦鐵礦。我國鈦蘊藏量居全球之首,僅四川攀枝花地區(qū)的礬鈦鐵礦,儲量約15億噸,占全國已探明儲量的97% 。
三、鈦的冶煉
鈦在1791年被發(fā)現(xiàn),而第一次制得純凈的鈦卻是在1910年,中間經(jīng)歷了一百余年。原因在于:鈦在高溫下性質(zhì)十分活潑,很易和氧、氮、碳等元素化合,要提煉出純鈦需要十分苛刻的條件。
工業(yè)上常用硫酸分解鈦鐵礦的方法制取二氧化鈦,再由二氧化鈦制取金屬鈦。濃硫酸處理磨碎的鈦鐵礦(精礦),發(fā)生下面的化學(xué)反應(yīng):
FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O
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