《2011年钛行业调查研究报告.docxVIP

PAGE 21/ NUMPAGES 21 第一章 钛行业概述 第一节 钛的特性 钛是一种金属元素，灰色，原子序数22，相对原子质量47.87。能在氮气中燃烧，熔点高。钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工业。 一. 物理性质 钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米（20℃），高于铝而低于铁、铜、镍。但比强度位于金属之首，是不锈钢的3倍，是铝合金的1.3倍。熔点1668±4℃沸点3260±20℃，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为 0.38-0.4K。金属钛是顺磁性物质，导磁率为1.00004 二. 化学性质 1.常温环境下钛的化学活性很小，钛与氧气化合生成一层极薄致密的氧化膜，这层氧化膜常温下不与绝大多数强酸、强碱反应，只能与氢氟酸等少数几种物质发生反应，但温度增加时钛活性迅速增加。 2.高温环境下钛的还原能力极强，能与氧、碳、氮以及其他许多元素化合，还能从部分金属氧化物（比如氧化铝）中夺取氧。在较高的温度下，钛可与许多元素和化合物发生反应。钛的冶炼过程一般都在800℃ 3.氟化氢及氟化物：氟化氢气体在加热时与钛发生反应生成四氟化钛，不含水的氟化氢液体可在钛表面上生成一层致密的四氟化钛膜，可防止氟化氢浸入钛的内部。氢氟酸是钛的最强溶剂。即使是浓度为1%的氢氟酸，也能与钛发生激烈反应；无水的氟化物及其水溶液在低温下不与钛发生反应，仅在高温下熔融的氟化物与钛发生显著反应。 　　 4.氯化氢及氯化物：氯化氢气体能腐蚀金属钛，干燥的氯化氢在300℃时与钛反应生成四氯化钛TiCl4；浓度5%的盐酸 在室温下不与钛反应，20%的盐酸在常温下与钛发生瓜在生成紫色的TiCl3；当温度长高时，即使稀盐酸也会腐蚀钛。各种无水的氯化物，如镁、锰、铁、镍、铜、锌、汞、锡、钙、钠和NH4离子及其水溶液，都不与钛发生反应，钛在这些氯化物中具有很好的稳定性。 5.硫酸及硫化氢：钛与5%的硫酸有明显的反应，在常温下，约40%的硫酸对钛的腐蚀速度最快，当浓度大于40%，达到60%时腐蚀速度反而变慢，80%又达到最快。加热的稀酸或50%的浓硫酸可与钛反应生成硫酸钛，加热的浓硫酸可被钛还原，生成二氧化硫。常温下钛与硫化氢反应，在其表面生成一层保护膜，可阻止硫化氢与钛的进一步反应。但在高温下，硫化氢与钛反应析出氢，粉末钛在600℃开始与硫化氢反应生成钛的硫化物，在900℃时反应产物主要为硫化钛TiS，1200℃时为三硫化二钛Ti2S3 6.硝酸及王水： 致密的表面光滑的钛对硝酸具有很好的稳定性，这是由于硝酸能快速在钛表面生成一层牢固的氧化膜，但是表面粗糙，特别是海绵钛或粉末钛，可与次、热稀硝酸发生反应，高于70℃的浓硝酸也可与钛发生反应；常温下，钛不与王水反应。温度高时，钛可与王水反应生成TiCl2。 综上所述，钛的性质与温度及其存在形态、纯度有着极其密切的关系。致密的金属钛在自然界中是相当稳定的，但粉末钛在空气中可引起自燃。 第二节 钛矿物原料特点 钛是地壳中分布最广的元素之一，占地壳重量的0.61％，列居第9位，而钛资源则仅次于铁、铝、镁而列居第4位。钛是典型的亲石元素，以氧化物矿物出现。地壳中含二氧化钛在1％以上的矿物有80余种，具有工业价值的有15种，它们既有原生的岩矿，也有次生的风化残坡积及沉积砂矿。其主要矿物为锐钛矿、板钛矿、钛铁矿、钙钛矿、金红石、榍石及大部分铁矿石。这些矿物中，、目前只有金红石、钛铁矿和钛磁铁矿具有经济价值。 一. 金红石 金红石是较纯的二氧化钛矿物，是提炼钛的优质矿物原料，但其在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。 金红石显微针状晶体常被包裹于石英、金云母、刚玉等晶体中，尤其在刚玉中呈六射星形分布形成星光红宝石和星光蓝宝石。金红石二氧化钛是一种性能优异的白色颜料，由于其出色的性能，如高遮盖力、高耐侯性、高光泽等，越来越受到涂料配方者的青睐。金红石型二氧化钛的折射率为2.75，是所有白色颜料中折射率最大的一种，因此具有最强的遮盖力。 二. 钛铁矿 钛铁矿是铁和钛的氧化物矿物，主要化学成分为FeTiO3。钛铁矿晶体属三方晶，密度较大，钢灰至铁黑色，条痕黑色至褐红色，半金属光泽。晶体一般为板状，晶体集合在一起为块状或粒状。 钛铁矿主要出现在超基性岩、基性岩、碱性岩、酸性岩及变质岩中，钛铁矿的化学成分与形成条件有关。产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿，氧化镁含量较