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鈦的冶煉

[ 信息發(fā)布:管理員 | 發(fā)布時間:2017-06-24 | 瀏覽:1454次 ]

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)生下面的化學反應(yīng)：

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(zhì)Fe2(SO4)3，加入鐵屑，F(xiàn)e3+ 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(chǎn)品結(jié)晶析出。

Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸沉淀，反應(yīng)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(yè)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＝2MgC12＋Ti

這種海綿鈦經(jīng)過粉碎、放入真空電弧爐里熔煉，最后制成各種鈦材。
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