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        鈦如何制取

        發布者:2020-12-10 09:44:57
        金屬鈦的原料主要為金紅石,其中含TiO2大于96%。缺少金bai紅石礦的國家,例如蘇聯,則采用鈦鐵礦制成的"高鈦渣",其中含TiO290%左右。因天然金紅石漲價和儲量日減,各國都趨向于用鈦鐵礦制成富鈦料,即高鈦渣和人造金紅石。
        制取鈦流程
        鈦在1791年被發現,而第一次制得純凈的鈦卻是在1910年,中間經歷了一百余年。原因在于:鈦在高溫下性質十分活潑,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),發生下面的化學反應:
        FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
        FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O
        FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O
        Fe2O3+3H2SO4 ==Fe2(SO4)3+3H2O
        為了除去雜質Fe2(SO4)3,加入鐵屑,Fe3+還原為Fe2+,然后將溶液冷卻至273K以下,使得FeSO4·7H2O(綠礬)作為副產品結晶析出。
        Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸沉淀,反應是:
        Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4
        TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4
        鍛燒偏鈦酸即制得二氧化鈦:
        H2TiO3== TiO2+H2O
        工業上制金屬鈦采用金屬熱還原法還原四氯化鈦。將TiO2(或天然的金紅石)和炭粉混合加熱至1000~1100K,進行氯化處理,并使生成的TiCl4,蒸氣冷凝。
        TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
        在1070K 用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得多孔的海綿鈦:
        TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
        這種海綿鈦經過粉碎、放入真空電弧爐里熔煉,最后制成各種鈦材。
        也可以通過反應:Ti+2CI2=TiCI4
        得到的TiCI4經過高溫(1250℃左右)情況下分解:
        TiCI4=Ti+2CI2
        由此得到純鈦棒。
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