Titan (Elemente)
Titan ist ein chemisches Element, chemische Symbol Ti, Ordnungszahl 22, im 4. Zyklus, IVB-Gruppe im Periodensystem der chemischen Elemente. Es handelt sich um ein silberweißes Übergangsmetall, bei dem ein geringes Gewicht, eine hohe Festigkeit, mit einem metallischen Glanz, Feuchtigkeit Chlorkorrosion ist. Titan kann jedoch nicht in trockenem Chlorgas verwendet werden. Selbst ein trockenes Chlorgas unter 0 ° C kann heftige chemische Reaktionen verursachen, die zur Bildung von Titantetrachlorid, zur Zersetzung von Titandioxid und sogar zum Brennen führen. Nur wenn der Feuchtigkeitsgehalt in Chlorgas höher als 0,5% ist, kann Titan seine stabile Stabilität beibehalten.
Titan wird als ein seltenes Metall angesehen, da es in der Natur dispergiert und schwer zu extrahieren ist. Es ist jedoch relativ reichlich und rangiert unter allen Elementen auf Platz zehn. Titanerz enthält hauptsächlich Ilmenit und Rutil, die in der Kruste und Lithosphäre weit verbreitet sind. Titan existiert auch in fast allen Lebewesen, Gesteinen, Gewässern und Böden. Die Extraktion von Titan aus dem Haupterz erfordert die Kroll- oder Hunter-Methode. Die gebräuchlichste Verbindung von Titan ist Titandioxid, das zur Herstellung von Weißpigmenten verwendet werden kann. Andere Verbindungen umfassen auch Titantetrachlorid (TiCl & sub4;) (für Katalysatoren und Rauchsiebe zur Luftabdeckung) und Titantrichlorid (TiCl & sub3;) (zur Katalyse der Polypropylenherstellung).
Entwicklungsgeschichte
Die Entdeckung von Titan
Reverend William Gregor (1762-1817): Im Jahr 1791 wurde in Cornwall, England, Titan als ein titanhaltiges Mineral entdeckt. Der Entdecker war Pfarrer William Gregor, ein Amateur-Mineralist aus England. Zu dieser Zeit war sie Pastorin der Gemeinde Creed in Cornwall. (Creed) Pfarrer. Er fand etwas schwarzen Sand neben dem mittleren Strom der nahe gelegenen Manaccan Diözese. Später entdeckte er, dass der Sand von Magneten angezogen werden würde. Er erkannte, dass dieses Mineral (Ilmenit) ein neues Element enthielt. Nach der Analyse wurde festgestellt, dass es zwei Arten von Metalloxiden im Sand gibt: Eisenoxid (dessen Sand von Magneten angezogen wird) und ein weißes Metalloxid, das er nicht erkennen kann. In der Erkenntnis, dass dieses unbekannte Oxid ein unentdecktes Metall enthält, machte Gregory diese Entdeckung auf der Cornwall Royal Geological Society und dem deutschen "Chemistry Yearbook". Ungefähr zur gleichen Zeit machte auch Franz-Joseph Müller von Reichenstein eine ähnliche Substanz, konnte sie aber nicht erkennen.
2. Martin Heinrich Klaproth (1743-1817): Auch der deutsche Chemiker Clapprot entdeckte 1795 bei der Analyse des in Ungarn hergestellten Rutils dieses Oxid. Er befürwortete eine Methode zur Benennung von Uran (entdeckt von Claprot 1789). Der Name der Titanic Protoss "Titanic" in der griechischen Mythologie nennt dieses neue Element "Titanium". Laut seiner Transliteration ist der chinesische Name Titan. Als er von Gregors früherer Entdeckung hörte, machte Kraprot Proben von Manakán-Mineralien und bestätigte, dass sie Titan enthielten.
3, Matthew A. Hunter: Das Titan, das Gregor und Klöprot damals entdeckten, war Titandioxid in Pulverform anstelle von Titanmetall. Da Titanoxid extrem stabil ist und sich Titanmetall direkt mit Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff usw. verbinden kann, ist es sehr schwierig, einzelnes Titan zu erhalten. Bis 1910 war es das erste Mal, dass der amerikanische Chemiker Hunter Titan verwendete, um TiCl zu reduzieren, um Titanmetall mit einer Reinheit von 99,9% zu erhalten.
Ausländische Entwicklung
1940 stellte der luxemburgische Wissenschaftler W. J. Kroll reines Titan aus magnesiumreduziertem TiCl4 her. Seither sind das Magnesiumreduktionsverfahren (auch als Kroll-Verfahren bezeichnet) und das Natriumreduktionsverfahren (auch als Hunter-Verfahren bezeichnet) zu industriellen Verfahren zur Herstellung von Titanschwamm geworden. In den Vereinigten Staaten wurden 1948 2 Tonnen Titanschwamm durch Magnesiumreduktionsverfahren hergestellt, und die industrielle Produktion von Titan begann.
Im Jahr 1947 begannen die Menschen in den Fabriken das Schmelzen von Titan. In diesem Jahr betrug die Produktion nur 2 Tonnen. Im Jahr 1955 stieg die Produktion auf 20.000 Tonnen. Im Jahr 1972 erreichte die jährliche Produktion 200.000 Tonnen. Titan hat eine höhere Streckgrenze als Stahl und sein Gewicht ist fast halb so groß wie bei Stahl der gleichen Größe. Titan, obwohl etwas schwerer als Aluminium, hat eine doppelt so hohe Streckgrenze wie Aluminium. Die spezifische Festigkeit von Titan ist höher als die von Aluminium und Stahl, und der spezifische Modul ist sehr ähnlich dem von Aluminium und Stahl. In Weltraumraketen und Raketen wird Titan anstelle von Stahl verwendet. Laut Statistik hat das für die Raumfahrt genutzte Titan jährlich mehr als tausend Tonnen erreicht. Sehr feines Titanpulver ist ein guter Treibstoff für Raketen, daher ist Titan als kosmisches Metall und Weltraummetall bekannt.
Titan reagiert leicht mit Luft bei hohen Temperaturen, aber der Schmelzpunkt ist so hoch wie 1668 ° C. Bei Raumtemperatur hat Titan keine Angst vor verdünnter Salpetersäure-Korrosion, toleriert aber nicht 5% oder mehr Schwefelsäure und 7% Salzsäure-Korrosion. Titan hat keine Angst vor normalem Meerwasser, Jemand hat einmal ein Stück Titan ins Meer getaucht und fünf Jahre später einen Blick darauf geworfen. Es waren viele kleine Tiere und U-Boot-Pflanzen darauf stecken, aber es gab überhaupt keinen Rost und es war immer noch hell und glänzend. Die Menschen begannen mit Titan U-Boote zu bauen - Titan-U-Boote. Da Titan sehr stark ist und hohen Drücken standhalten kann, kann dieses U-Boot in tiefen Gewässern bis zu einer Tiefe von 4.500 Metern segeln.
Inländische Entwicklung
Die chinesische Titanindustrie begann in den 1950er Jahren. Im Jahr 1954 begann das Pekinger Nichteisenmetall-Forschungsinstitut mit der Erforschung des Herstellungsprozesses von Titanschwamm. Im Jahr 1956 nahm das Land in seinem 12-jährigen Entwicklungsplan Titan als strategisches Metall auf. 1958 wurde im Aluminiumwerk Fushun ein Titanschwamm-Industrieversuch durchgeführt und die erste Titanschwamm-Produktionsanlage in China gegründet. Zur gleichen Zeit, Chinas erste Titan-Platte Verarbeitung Material Produktion Test-Workshop wurde in Shenyang NE-Metall-Verarbeitung Factory.
In den 1960er und 1970er Jahren wurden unter der einheitlichen Planung des Landes mehr als 10 Stück Titanschwammproduktionsanlagen, die von der Zunyi Titanium Plant repräsentiert wurden, sukzessive gebaut; Im Jahr 1967 etablierte China die erste Titan-Rohr-Stange Verarbeitung Material Produktion Test-Anlage und die zweite Titan-Platte Streifen Produktion Test-Anlage in der Luoyang Kupfer-Verarbeitungsbetrieb. Die Hauptaufgabe der Erprobung des ersten einheimischen Atom-U-Bootes, des ersten Lenkwaffenzerstörers, und des damaligen Titanmaterials für die Luftfahrt wurde angenommen. Bis zur Fertigstellung und Inbetriebnahme der Baoji-NE-Metallverarbeitungsanlage im Jahr 1972 übergab Luoyang Copper Processing seine Verarbeitungsdaten an das Beijing Nonferrous Metal Research Institute. Nach Angaben der Berufsabteilung des Ministeriums für Metallurgie übernimmt es nicht mehr die Entwicklung und Erprobung von Titanwerkstoffen; Die Baoji Nonferrous Metal Processing Plant und Baoji Precious Metals Institute wurden mit der Unterstützung von Beijing Nonferrous Metall Forschungsinstitut, Shenyang Aluminium Magnesium-Institut, Fushun Aluminium Plant, Shenyang Nonferrous Metallverarbeitungsanlage, Nordosten Leichtmetall-Verarbeitungsanlage und Luoyang Copper Processing Plant gebaut. Seitdem haben Baoji Nonferrous Metals Processing Factory und Baoji Precious Metals Co., Ltd die Führung in der Industrie übernommen und haben die Produktion und Entwicklung der meisten inländischen Verarbeitungsmaterialien für Titan übernommen. Gleichzeitig ist China nach den Vereinigten Staaten, der ehemaligen Sowjetunion und Japan das vierte Land mit einem vollständigen Titan-Industriesystem geworden.
Um 1980 erreichte die Produktion von Schwammtitan in China 2.800 Tonnen. Aufgrund des damaligen mangelnden Verständnisses von Titan hat der hohe Preis von Titan jedoch auch den Einsatz von Titan begrenzt. Die Produktion von Titan verarbeitet nur etwa 200 Tonnen. Die chinesische Titanindustrie steckt in Schwierigkeiten. Unter diesen Umständen wurde er von Genosse Fang Yi, dem damaligen Vizepremier des Staatsrats, unterstützt, unterstützt von den Genossen Zhu Rongji und Yuan Baohua. Im Juli 1982 wurde die Nationale Führungsgruppe für die Förderung und Anwendung von Titan in interministeriellen Ausschüssen eingesetzt, um die Entwicklung der Titanindustrie gezielt zu koordinieren. Dies trug zu der boomenden Produktion und dem Verkauf von Titan-Titan und Titan-Verarbeitungsmaterialien von China in den 1980er bis Anfang der 1990er Jahre und der schnellen und stetigen Entwicklung der Titanindustrie bei.
Inhaltsverteilung
In der zehn Kilometer dicken Erdformation auf der Erdoberfläche beträgt der Titangehalt sogar sechs Tausendstel, also 61 Mal mehr als der von Kupfer. Der Inhalt in der Erdkruste ist zehnten Platz (Elemente in der Erdkruste: Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Kalzium, Natrium, Kalium, Magnesium, Wasserstoff, Titan), ergreift eine Handvoll Schlamm aus dem Boden, die alle enthalten ein paar Teile Titan, Es ist nicht selten, dass es mehr als 10 Millionen Tonnen Titan in der Welt gibt.
Auf der Erde gibt es Hunderte von Tonnen Sand und Kies. Titan und Zirkonium, zwei Arten von Mineralien, die schwerer als Sandstein sind, werden in Sand und Kies gemischt. Nach dem Waschen von Meerwasser für Millionen von Jahren werden die schweren Ilmenit und Zirkon Sandminen zusammen gewaschen. An der langen Küste bildete sich ein Stück Titanerz und Zirkoniumablagerungen. Diese Naht ist eine Art schwarzer Sand, normalerweise einige Zentimeter bis einige zehn Zentimeter dick. Titan ist nicht ferromagnetisch und mit Titan gebaute Atom-U-Boote müssen sich nicht um magnetische Minenangriffe kümmern.
Physikalische Eigenschaften
Titan hat einen metallischen Glanz und ist formbar.
Die Dichte beträgt 4,5 g / cm³.
Schmelzpunkt 1660 ± 10 ° C. Siedepunkt 3287 ° C.
chemische Wertigkeit + 2, +3 und +4. Die Ionisationsenergie beträgt 6,82 eV.
Die Hauptmerkmale von Titan sind geringe Dichte, hohe mechanische Festigkeit und einfache Verarbeitung. Die Plastizität von Titan hängt hauptsächlich von der Reinheit ab. Je reiner das Titan ist, desto größer ist die Plastizität. Es hat eine gute Korrosionsbeständigkeit und wird nicht durch die Atmosphäre und das Meerwasser beeinflusst. Bei normaler Temperatur wird es nicht von Salzsäure unter 7%, Schwefelsäure unter 5%, Salpetersäure, Königswasser oder verdünnter Alkalilösung korrodiert; Es kann nur Fluorwasserstoffsäure, konzentrierte Salzsäure, konzentrierte Schwefelsäure verwendet werden.
Titan ist ein wichtiges Legierungselement in Stählen und Legierungen. Die Dichte von Titan liegt bei 4,506-4,516 g / cc (20 ° C), was höher ist als bei Aluminium und niedriger als bei Eisen, Kupfer und Nickel. Aber die Stärke liegt an der Spitze des Metalls. Schmelzpunkt 1668 ± 4ºC, latente Schmelzwärme 3,7-5,0 kcal / g Atom, Siedepunkt 3260 ± 20ºC, Verdampfungspotential 102,5-112,5 kcal / g Atom, kritische Temperatur 4350ºC, kritischer Druck 1130 Atmosphären. Titan hat eine schlechte thermische und elektrische Leitfähigkeit, ähnlich oder geringfügig niedriger als rostfreier Stahl, Titan hat Supraleitfähigkeit und die kritische Supraleitungstemperatur von reinem Titan beträgt 0,38 bis 0,4 K. Bei 25ºC beträgt die Wärmekapazität von Titan 0,126 Kalorien / Grammatom · Grad, die Wärmeenthalpie 1149 cal / Grammatome, die Entropie 7,33 cal / Gramm Atome · Grad, das Metall Titan ist ein paramagnetisches Material und die magnetische Permeabilität ist 1.00004.
Titan hat Plastizität, und die Dehnung von hochreinem Titan kann 50-60% erreichen, und die Flächenschrumpfung kann 70-80% erreichen, aber die Schrumpfungsstärke ist gering (dh die beim Schrumpfen erzeugte Kraft). Das Vorhandensein von Verunreinigungen in Titan hat einen großen Einfluss auf seine mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Spaltverunreinigungen (Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff) können die Festigkeit von Titan stark erhöhen und seine Plastizität signifikant reduzieren. Titan als Strukturmaterial weist gute mechanische Eigenschaften auf, was durch eine strenge Kontrolle des Gehalts an geeigneten Verunreinigungen und Zugabe von Legierungselementen erreicht wird.
Chemische Eigenschaften
chemische Reaktion
Titan reagiert mit vielen elementaren Verbindungen bei höheren Temperaturen. Verschiedene Elemente können aufgrund ihrer unterschiedlichen Reaktionen mit Titan in vier Kategorien eingeteilt werden:
Der erste Typ: Halogen- und Sauerstoffelemente und Titanbildung, kovalente Bindung und Ionenbindungsverbindungen;
Die zweite Kategorie: Übergangselemente, Wasserstoff-, Germanium-, Bor-, Kohlenstoff- und Stickstoffelemente und Titan zur Erzeugung intermetallischer Verbindungen und begrenzter fester Lösungen;
Die dritte Kategorie: Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Chrom, Antimon und Titan zur Bildung einer unendlichen festen Lösung;
Die vierte Kategorie: Inerte Gase, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Seltenerdelemente (außer Helium), Thorium, Thorium usw. reagieren nicht oder wesentlich mit Titan. Mit Verbindung HF und Fluorid reagiert Fluorwasserstoffgas mit Titan während des Erhitzens, um TiF4 zu erzeugen, die Reaktionsformel ist
Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0 kcal
Die nicht-wässrige Fluorwasserstoff-Flüssigkeit bildet einen dichten Titantetrafluorid-Film auf der Titanoberfläche, was verhindert, dass HF in das Innere des Titans eintaucht. Flusssäure ist das stärkste Lösungsmittel für Titan. Auch Flusssäure mit einer Konzentration von 1% kann heftig mit Titan reagieren:
2Ti+6HF=2TiF3+3H2 TiCl3
Wasserfreie Fluoride und ihre wässrigen Lösungen reagieren bei niedrigen Temperaturen nicht mit Titan, und nur bei hohen Temperaturen schmelzende Fluoride reagieren signifikant mit Titan.
Chlorwasserstoffgas HCl und Chlorid korrodieren Metalle Titan, trocknen Chlorwasserstoff bei> 300 ℃, die Reaktion mit dem Titan erzeugt TiCl4:
Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75 Kcal
Salzsäure mit einer Konzentration von <5% reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Titan, und 20% ige Salzsäure reagiert bei Raumtemperatur mit Titan unter Bildung von violettem TiCl3:
2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2
Wenn die Temperatur hoch ist, kann selbst verdünnte Salzsäure Titan korrodieren. Verschiedene wasserfreie Chloride, wie Magnesium-, Mangan-, Eisen-, Nickel-, Kupfer-, Zink-, Quecksilber-, Zinn-, Calcium-, Natrium-, Strontium- und NH & sub4; & spplus; -Ionen und ihre wßrigen Lösungen reagieren nicht mit Titan und Titan ist in diesen Chloriden vorhanden. Hat eine gute Stabilität. Schwefelsäure und Titansulfid haben eine offensichtliche Reaktion mit 5% Schwefelsäure. Bei Raumtemperatur haben etwa 40% Schwefelsäure die schnellste Korrosionsrate für Titan. Wenn die Konzentration größer als 40% bis 60% ist, wird die Korrosionsrate langsamer und 80% erreicht die schnellste. Die erhitzte verdünnte Säure oder 50% ige konzentrierte Schwefelsäure kann mit Titan zu Titansulfat reagieren:
Geografische Verteilung
China hat 965 Millionen Tonnen an Titanressourcen, die weltweit an erster Stelle stehen und 38,85% der weltweit nachgewiesenen Reserven ausmachen. Hauptsächlich konzentriert in Sichuan, Yunnan, Guangdong, Guangxi und Hainan. Die westliche Region Panzhihua (Xichang, Panzhihua) ist mit 870 Millionen Tonnen Titanressourcen Chinas größte Titanressourcenbasis. Chinas nachgewiesene Titanreserven sind in 108 Bergbaugebieten in 21 Provinzen verteilt (autonome Regionen und Gemeinden direkt unter der Zentralregierung) (Abbildung 3.5.1 und Tabelle 3.5.4). Die wichtigsten Anbaugebiete sind Sichuan, gefolgt von Hebei, Hainan, Guangdong, Hubei, Guangxi, Yunnan, Shaanxi, Shanxi und anderen Provinzen (Regionen).
Magnetit-Titan-Titan:
Die Hauptlagerstätten befinden sich in Yanbian Hongge und Miyibaima in Panzhihua, Sichuan und Taihe in Xichang. Chengde, Hebei Provinz, Tempel, Montenegro, Fengning Rekrutierung Armee Graben, South Gate of Chongli; Tongzi, Zuoquan, Provinz Shanxi; Bijigou in Yang County, Provinz Shaanxi; Yawei in Xinjiang; Zhao Dzhuang in Wuyang, Provinz Henan; Xiayu in Xingning, Provinz Guangdong; Huma, Provinz Heilongjiang; und Shangdi Village und Huairou District in Changping, Peking. Unter ihnen, Sichuan internen Reserven (TiO2 442.563.200 Tonnen) entfielen 95,1% der äquivalenten Reserven des Landes (TiO2 465,2283 Millionen Tonnen), Hebei Provinz (TiO2 154,446 Millionen Tonnen) entfielen 3,3%, Shaanxi Provinz entfielen 0,46% und Provinz Shanxi entfielen 0,35%.
Die Hauptlagerstätte von Rutil-Gestein befindet sich in Dazhao Mountain, Zaoyang, Provinz Hubei; Nianzigou in Daixian County, Provinz Shanxi; Yangchong in Xinxian, Provinz Henan; Liujiazhuang, Bezirk Laixi, Provinz Shandong. Unter ihnen entfielen auf die in der Tabelle aufgeführten Reserven an TiO2 in Rutil (Provinz Hubei) 71,2% der entsprechenden Reserven des Landes (7.058.600 Tonnen), auf die Provinz Shanxi (15.479.900 Tonnen) entfielen 20,6% und auf die Provinz Shaanxi (444.000 Tonnen) für 5,9%.
The main ore of titanium is rutile TiO2 and ilmenite FeTiO3, and its discovery is also from the analysis of these two ores. The priest Magalor of the Menacan parish in Cornwall, southwest of England in 1791, was also a scientist who analyzed the black ore produced in his parish, which is today A new metal material was discovered in the ilmenite ore and named menacenite. Three years later, in 1795, Kraptrot analyzed the rutile produced in the Boinik region of Hungary and realized that it was a new metal oxide with resistance to acidic and alkaline solutions. It borrowed Greek mythology from the earth. The first generation of sons of the Titan Protoss Titans, named this metal titanium, the element symbol as Ti. Two years later, Kramprot confirmed that menacenite found in Gregourg was titanium.
Titanium has strong corrosion resistance to acids and alkalis and has become an important material in chemical production.
Titanium is generally regarded as a rare metal. In fact, its content in the earth's crust is quite large. It is more than common zinc, copper, tin, etc., and even more than chlorine and phosphorus.
Gesamtsituation
Ende 1995 beliefen sich die Reserven und Reserven des weltweiten Rutils (einschließlich Anatas) auf 33,3 Millionen Tonnen bzw. 16,44 Millionen Tonnen, und die Gesamtmenge der Ressourcen betrug etwa 230 Millionen Tonnen (TiO2-Gehalt, siehe unten), hauptsächlich konzentriert in Südafrika, Indien und Sri Lanka. Australien. Die Reserven und Reserven der Ilmenit (TiO2) der Welt basieren auf 274,3 Millionen Tonnen bzw. 435,3 Millionen Tonnen und die gesamten Ressourcen belaufen sich auf ungefähr 1 Milliarde Tonnen; Sie konzentrieren sich hauptsächlich auf Südafrika, Norwegen, Australien, Kanada und Indien.
Ende 1996 verfügte China über 365704,09 Millionen Tonnen an primären Titan- (magnetischen) Eisenerzreserven (davon TiO2) (davon 231.915.500 t A + B + C); Die Ilmenit (Sand) Mineralreserven betragen 38.039.900 Tonnen (einschließlich 21.477.000 Tonnen A + B + C); die Rutil-Mineralreserven betragen 2.586.600 Tonnen (davon 737.300 Tonnen A + B + C); Rutil-TiO2-Reserven von 7.508.600 Tonnen (einschließlich A + B + C-Gehalt 2.424.300 t).
Wenn China 211,47 Millionen Tonnen A + B + C-Mineralien in Ilmeniterzvorkommen im Jahr 1996 zurückbehält, was zu 48% aus TiO2 berechnet wird, werden die TiO2-Reserven 10,3064 Millionen Tonnen betragen. Nur 3,83% der 270 Millionen Tonnen Ilmenit (TiO2) in der Welt im selben Jahr; Wenn es mit den A + B + C-Reserven (231,91 Millionen Tonnen) von primärem Titanomagnetit (TiO 2) kombiniert wird, können etwa 50% der verfügbaren (TiO 2) Reserven von körnigem Ilmenit genutzt werden. 11595,75 Millionen Tonnen, Gesamt TiO2 Reserven von 126,264 Millionen Tonnen, Es macht 47,76% der 270 Millionen Tonnen Ilmenit (TiO2) Reserven in der Welt. In diesem Sinne kann China als das Land mit den reichsten ilmenitischen Ressourcen der Welt angesehen werden.
Wenn Chinas Reserven an Rutilmineralien von 1996, die 737.300 Tonnen der A + B + C-Klassenreserven in TiO2-Reserven von 693.300 Tonnen basierend auf 94% TiO2 umgewandelt werden. Zusammen mit den Rutil (TiO2) -Reserven von 242,43 Mio. A + B + C im selben Jahr, insgesamt 31,7744 Mio. Tonnen, entfielen davon 9,36% der weltweit 3,33 Mio. Tonnen Rutil (TiO2) -Reserven im selben Jahr. Dies zeigt, dass Chinas Rutilressourcen nicht in Hülle und Fülle vorhanden sind.
Titan wird als ein seltenes Metall angesehen, da es in der Natur dispergiert und schwer zu extrahieren ist. Es ist jedoch relativ reichlich und rangiert unter allen Elementen auf Platz zehn. Titanerz enthält hauptsächlich Ilmenit und Rutil, die in der Kruste und Lithosphäre weit verbreitet sind. Titan existiert auch in fast allen Lebewesen, Gesteinen, Gewässern und Böden. Die Extraktion von Titan aus dem Haupterz erfordert die Kroll- oder Hunter-Methode. Die gebräuchlichste Verbindung von Titan ist Titandioxid, das zur Herstellung von Weißpigmenten verwendet werden kann. Andere Verbindungen umfassen auch Titantetrachlorid (TiCl & sub4;) (für Katalysatoren und Rauchsiebe zur Luftabdeckung) und Titantrichlorid (TiCl & sub3;) (zur Katalyse der Polypropylenherstellung).
Entwicklungsgeschichte
Die Entdeckung von Titan
Reverend William Gregor (1762-1817): Im Jahr 1791 wurde in Cornwall, England, Titan als ein titanhaltiges Mineral entdeckt. Der Entdecker war Pfarrer William Gregor, ein Amateur-Mineralist aus England. Zu dieser Zeit war sie Pastorin der Gemeinde Creed in Cornwall. (Creed) Pfarrer. Er fand etwas schwarzen Sand neben dem mittleren Strom der nahe gelegenen Manaccan Diözese. Später entdeckte er, dass der Sand von Magneten angezogen werden würde. Er erkannte, dass dieses Mineral (Ilmenit) ein neues Element enthielt. Nach der Analyse wurde festgestellt, dass es zwei Arten von Metalloxiden im Sand gibt: Eisenoxid (dessen Sand von Magneten angezogen wird) und ein weißes Metalloxid, das er nicht erkennen kann. In der Erkenntnis, dass dieses unbekannte Oxid ein unentdecktes Metall enthält, machte Gregory diese Entdeckung auf der Cornwall Royal Geological Society und dem deutschen "Chemistry Yearbook". Ungefähr zur gleichen Zeit machte auch Franz-Joseph Müller von Reichenstein eine ähnliche Substanz, konnte sie aber nicht erkennen.2. Martin Heinrich Klaproth (1743-1817): Auch der deutsche Chemiker Clapprot entdeckte 1795 bei der Analyse des in Ungarn hergestellten Rutils dieses Oxid. Er befürwortete eine Methode zur Benennung von Uran (entdeckt von Claprot 1789). Der Name der Titanic Protoss "Titanic" in der griechischen Mythologie nennt dieses neue Element "Titanium". Laut seiner Transliteration ist der chinesische Name Titan. Als er von Gregors früherer Entdeckung hörte, machte Kraprot Proben von Manakán-Mineralien und bestätigte, dass sie Titan enthielten.
3, Matthew A. Hunter: Das Titan, das Gregor und Klöprot damals entdeckten, war Titandioxid in Pulverform anstelle von Titanmetall. Da Titanoxid extrem stabil ist und sich Titanmetall direkt mit Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff usw. verbinden kann, ist es sehr schwierig, einzelnes Titan zu erhalten. Bis 1910 war es das erste Mal, dass der amerikanische Chemiker Hunter Titan verwendete, um TiCl zu reduzieren, um Titanmetall mit einer Reinheit von 99,9% zu erhalten.
Ausländische Entwicklung
1940 stellte der luxemburgische Wissenschaftler W. J. Kroll reines Titan aus magnesiumreduziertem TiCl4 her. Seither sind das Magnesiumreduktionsverfahren (auch als Kroll-Verfahren bezeichnet) und das Natriumreduktionsverfahren (auch als Hunter-Verfahren bezeichnet) zu industriellen Verfahren zur Herstellung von Titanschwamm geworden. In den Vereinigten Staaten wurden 1948 2 Tonnen Titanschwamm durch Magnesiumreduktionsverfahren hergestellt, und die industrielle Produktion von Titan begann.
Im Jahr 1947 begannen die Menschen in den Fabriken das Schmelzen von Titan. In diesem Jahr betrug die Produktion nur 2 Tonnen. Im Jahr 1955 stieg die Produktion auf 20.000 Tonnen. Im Jahr 1972 erreichte die jährliche Produktion 200.000 Tonnen. Titan hat eine höhere Streckgrenze als Stahl und sein Gewicht ist fast halb so groß wie bei Stahl der gleichen Größe. Titan, obwohl etwas schwerer als Aluminium, hat eine doppelt so hohe Streckgrenze wie Aluminium. Die spezifische Festigkeit von Titan ist höher als die von Aluminium und Stahl, und der spezifische Modul ist sehr ähnlich dem von Aluminium und Stahl. In Weltraumraketen und Raketen wird Titan anstelle von Stahl verwendet. Laut Statistik hat das für die Raumfahrt genutzte Titan jährlich mehr als tausend Tonnen erreicht. Sehr feines Titanpulver ist ein guter Treibstoff für Raketen, daher ist Titan als kosmisches Metall und Weltraummetall bekannt.
Titan reagiert leicht mit Luft bei hohen Temperaturen, aber der Schmelzpunkt ist so hoch wie 1668 ° C. Bei Raumtemperatur hat Titan keine Angst vor verdünnter Salpetersäure-Korrosion, toleriert aber nicht 5% oder mehr Schwefelsäure und 7% Salzsäure-Korrosion. Titan hat keine Angst vor normalem Meerwasser, Jemand hat einmal ein Stück Titan ins Meer getaucht und fünf Jahre später einen Blick darauf geworfen. Es waren viele kleine Tiere und U-Boot-Pflanzen darauf stecken, aber es gab überhaupt keinen Rost und es war immer noch hell und glänzend. Die Menschen begannen mit Titan U-Boote zu bauen - Titan-U-Boote. Da Titan sehr stark ist und hohen Drücken standhalten kann, kann dieses U-Boot in tiefen Gewässern bis zu einer Tiefe von 4.500 Metern segeln.
Inländische Entwicklung
Die chinesische Titanindustrie begann in den 1950er Jahren. Im Jahr 1954 begann das Pekinger Nichteisenmetall-Forschungsinstitut mit der Erforschung des Herstellungsprozesses von Titanschwamm. Im Jahr 1956 nahm das Land in seinem 12-jährigen Entwicklungsplan Titan als strategisches Metall auf. 1958 wurde im Aluminiumwerk Fushun ein Titanschwamm-Industrieversuch durchgeführt und die erste Titanschwamm-Produktionsanlage in China gegründet. Zur gleichen Zeit, Chinas erste Titan-Platte Verarbeitung Material Produktion Test-Workshop wurde in Shenyang NE-Metall-Verarbeitung Factory.
In den 1960er und 1970er Jahren wurden unter der einheitlichen Planung des Landes mehr als 10 Stück Titanschwammproduktionsanlagen, die von der Zunyi Titanium Plant repräsentiert wurden, sukzessive gebaut; Im Jahr 1967 etablierte China die erste Titan-Rohr-Stange Verarbeitung Material Produktion Test-Anlage und die zweite Titan-Platte Streifen Produktion Test-Anlage in der Luoyang Kupfer-Verarbeitungsbetrieb. Die Hauptaufgabe der Erprobung des ersten einheimischen Atom-U-Bootes, des ersten Lenkwaffenzerstörers, und des damaligen Titanmaterials für die Luftfahrt wurde angenommen. Bis zur Fertigstellung und Inbetriebnahme der Baoji-NE-Metallverarbeitungsanlage im Jahr 1972 übergab Luoyang Copper Processing seine Verarbeitungsdaten an das Beijing Nonferrous Metal Research Institute. Nach Angaben der Berufsabteilung des Ministeriums für Metallurgie übernimmt es nicht mehr die Entwicklung und Erprobung von Titanwerkstoffen; Die Baoji Nonferrous Metal Processing Plant und Baoji Precious Metals Institute wurden mit der Unterstützung von Beijing Nonferrous Metall Forschungsinstitut, Shenyang Aluminium Magnesium-Institut, Fushun Aluminium Plant, Shenyang Nonferrous Metallverarbeitungsanlage, Nordosten Leichtmetall-Verarbeitungsanlage und Luoyang Copper Processing Plant gebaut. Seitdem haben Baoji Nonferrous Metals Processing Factory und Baoji Precious Metals Co., Ltd die Führung in der Industrie übernommen und haben die Produktion und Entwicklung der meisten inländischen Verarbeitungsmaterialien für Titan übernommen. Gleichzeitig ist China nach den Vereinigten Staaten, der ehemaligen Sowjetunion und Japan das vierte Land mit einem vollständigen Titan-Industriesystem geworden.
Um 1980 erreichte die Produktion von Schwammtitan in China 2.800 Tonnen. Aufgrund des damaligen mangelnden Verständnisses von Titan hat der hohe Preis von Titan jedoch auch den Einsatz von Titan begrenzt. Die Produktion von Titan verarbeitet nur etwa 200 Tonnen. Die chinesische Titanindustrie steckt in Schwierigkeiten. Unter diesen Umständen wurde er von Genosse Fang Yi, dem damaligen Vizepremier des Staatsrats, unterstützt, unterstützt von den Genossen Zhu Rongji und Yuan Baohua. Im Juli 1982 wurde die Nationale Führungsgruppe für die Förderung und Anwendung von Titan in interministeriellen Ausschüssen eingesetzt, um die Entwicklung der Titanindustrie gezielt zu koordinieren. Dies trug zu der boomenden Produktion und dem Verkauf von Titan-Titan und Titan-Verarbeitungsmaterialien von China in den 1980er bis Anfang der 1990er Jahre und der schnellen und stetigen Entwicklung der Titanindustrie bei.
InhaltsverteilungIn der zehn Kilometer dicken Erdformation auf der Erdoberfläche beträgt der Titangehalt sogar sechs Tausendstel, also 61 Mal mehr als der von Kupfer. Der Inhalt in der Erdkruste ist zehnten Platz (Elemente in der Erdkruste: Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Kalzium, Natrium, Kalium, Magnesium, Wasserstoff, Titan), ergreift eine Handvoll Schlamm aus dem Boden, die alle enthalten ein paar Teile Titan, Es ist nicht selten, dass es mehr als 10 Millionen Tonnen Titan in der Welt gibt.
Auf der Erde gibt es Hunderte von Tonnen Sand und Kies. Titan und Zirkonium, zwei Arten von Mineralien, die schwerer als Sandstein sind, werden in Sand und Kies gemischt. Nach dem Waschen von Meerwasser für Millionen von Jahren werden die schweren Ilmenit und Zirkon Sandminen zusammen gewaschen. An der langen Küste bildete sich ein Stück Titanerz und Zirkoniumablagerungen. Diese Naht ist eine Art schwarzer Sand, normalerweise einige Zentimeter bis einige zehn Zentimeter dick. Titan ist nicht ferromagnetisch und mit Titan gebaute Atom-U-Boote müssen sich nicht um magnetische Minenangriffe kümmern.
Physikalische Eigenschaften
Titan hat einen metallischen Glanz und ist formbar.
Die Dichte beträgt 4,5 g / cm³.
Schmelzpunkt 1660 ± 10 ° C. Siedepunkt 3287 ° C.
chemische Wertigkeit + 2, +3 und +4. Die Ionisationsenergie beträgt 6,82 eV.
Die Hauptmerkmale von Titan sind geringe Dichte, hohe mechanische Festigkeit und einfache Verarbeitung. Die Plastizität von Titan hängt hauptsächlich von der Reinheit ab. Je reiner das Titan ist, desto größer ist die Plastizität. Es hat eine gute Korrosionsbeständigkeit und wird nicht durch die Atmosphäre und das Meerwasser beeinflusst. Bei normaler Temperatur wird es nicht von Salzsäure unter 7%, Schwefelsäure unter 5%, Salpetersäure, Königswasser oder verdünnter Alkalilösung korrodiert; Es kann nur Fluorwasserstoffsäure, konzentrierte Salzsäure, konzentrierte Schwefelsäure verwendet werden.
Titan ist ein wichtiges Legierungselement in Stählen und Legierungen. Die Dichte von Titan liegt bei 4,506-4,516 g / cc (20 ° C), was höher ist als bei Aluminium und niedriger als bei Eisen, Kupfer und Nickel. Aber die Stärke liegt an der Spitze des Metalls. Schmelzpunkt 1668 ± 4ºC, latente Schmelzwärme 3,7-5,0 kcal / g Atom, Siedepunkt 3260 ± 20ºC, Verdampfungspotential 102,5-112,5 kcal / g Atom, kritische Temperatur 4350ºC, kritischer Druck 1130 Atmosphären. Titan hat eine schlechte thermische und elektrische Leitfähigkeit, ähnlich oder geringfügig niedriger als rostfreier Stahl, Titan hat Supraleitfähigkeit und die kritische Supraleitungstemperatur von reinem Titan beträgt 0,38 bis 0,4 K. Bei 25ºC beträgt die Wärmekapazität von Titan 0,126 Kalorien / Grammatom · Grad, die Wärmeenthalpie 1149 cal / Grammatome, die Entropie 7,33 cal / Gramm Atome · Grad, das Metall Titan ist ein paramagnetisches Material und die magnetische Permeabilität ist 1.00004.
Titan hat Plastizität, und die Dehnung von hochreinem Titan kann 50-60% erreichen, und die Flächenschrumpfung kann 70-80% erreichen, aber die Schrumpfungsstärke ist gering (dh die beim Schrumpfen erzeugte Kraft). Das Vorhandensein von Verunreinigungen in Titan hat einen großen Einfluss auf seine mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Spaltverunreinigungen (Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff) können die Festigkeit von Titan stark erhöhen und seine Plastizität signifikant reduzieren. Titan als Strukturmaterial weist gute mechanische Eigenschaften auf, was durch eine strenge Kontrolle des Gehalts an geeigneten Verunreinigungen und Zugabe von Legierungselementen erreicht wird.
Chemische Eigenschaften
chemische Reaktion
Titan reagiert mit vielen elementaren Verbindungen bei höheren Temperaturen. Verschiedene Elemente können aufgrund ihrer unterschiedlichen Reaktionen mit Titan in vier Kategorien eingeteilt werden:
Der erste Typ: Halogen- und Sauerstoffelemente und Titanbildung, kovalente Bindung und Ionenbindungsverbindungen;
Die zweite Kategorie: Übergangselemente, Wasserstoff-, Germanium-, Bor-, Kohlenstoff- und Stickstoffelemente und Titan zur Erzeugung intermetallischer Verbindungen und begrenzter fester Lösungen;
Die dritte Kategorie: Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Chrom, Antimon und Titan zur Bildung einer unendlichen festen Lösung;
Die vierte Kategorie: Inerte Gase, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Seltenerdelemente (außer Helium), Thorium, Thorium usw. reagieren nicht oder wesentlich mit Titan. Mit Verbindung HF und Fluorid reagiert Fluorwasserstoffgas mit Titan während des Erhitzens, um TiF4 zu erzeugen, die Reaktionsformel ist
Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0 kcal
Die nicht-wässrige Fluorwasserstoff-Flüssigkeit bildet einen dichten Titantetrafluorid-Film auf der Titanoberfläche, was verhindert, dass HF in das Innere des Titans eintaucht. Flusssäure ist das stärkste Lösungsmittel für Titan. Auch Flusssäure mit einer Konzentration von 1% kann heftig mit Titan reagieren:
2Ti+6HF=2TiF3+3H2 TiCl3
Wasserfreie Fluoride und ihre wässrigen Lösungen reagieren bei niedrigen Temperaturen nicht mit Titan, und nur bei hohen Temperaturen schmelzende Fluoride reagieren signifikant mit Titan.
Chlorwasserstoffgas HCl und Chlorid korrodieren Metalle Titan, trocknen Chlorwasserstoff bei> 300 ℃, die Reaktion mit dem Titan erzeugt TiCl4:
Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75 Kcal
Salzsäure mit einer Konzentration von <5% reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Titan, und 20% ige Salzsäure reagiert bei Raumtemperatur mit Titan unter Bildung von violettem TiCl3:
2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2
Wenn die Temperatur hoch ist, kann selbst verdünnte Salzsäure Titan korrodieren. Verschiedene wasserfreie Chloride, wie Magnesium-, Mangan-, Eisen-, Nickel-, Kupfer-, Zink-, Quecksilber-, Zinn-, Calcium-, Natrium-, Strontium- und NH & sub4; & spplus; -Ionen und ihre wßrigen Lösungen reagieren nicht mit Titan und Titan ist in diesen Chloriden vorhanden. Hat eine gute Stabilität. Schwefelsäure und Titansulfid haben eine offensichtliche Reaktion mit 5% Schwefelsäure. Bei Raumtemperatur haben etwa 40% Schwefelsäure die schnellste Korrosionsrate für Titan. Wenn die Konzentration größer als 40% bis 60% ist, wird die Korrosionsrate langsamer und 80% erreicht die schnellste. Die erhitzte verdünnte Säure oder 50% ige konzentrierte Schwefelsäure kann mit Titan zu Titansulfat reagieren:
Ti+H2SO4=TiSO4+H2
2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2
Konzentrierte Schwefelsäure erhitzt kann durch Titan zu SO2 reduziert werden:
2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202 Kcal
Bei Raumtemperatur reagiert Titan mit Schwefelwasserstoff zu einem Schutzfilm auf der Oberfläche, der die weitere Reaktion von Schwefelwasserstoff und Titan verhindert. Bei hohen Temperaturen reagiert Schwefelwasserstoff jedoch mit Titan unter Ausfällung von Wasserstoff:
Ti+H2S=TiS+H2+70 Kcal
Titanpulver reagiert mit Schwefelwasserstoff bei 600 ° C, um Titansulfid zu bilden. Das Reaktionsprodukt ist hauptsächlich TiS bei 900 ° C und Ti2S3 bei 1200 ° C. Salpetersäure und dichte glatte Oberfläche aus Titan haben eine gute Stabilität gegenüber Salpetersäure, da Salpetersäure schnell einen starken Oxidfilm auf der Titanoberfläche erzeugen kann. Die raue Oberfläche, insbesondere Titanschwamm oder Titanpulver, reagiert jedoch mit verdünnter verdünnter Salpetersäure:
Konzentrierte Schwefelsäure erhitzt kann durch Titan zu SO2 reduziert werden:
2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202 Kcal
Bei Raumtemperatur reagiert Titan mit Schwefelwasserstoff zu einem Schutzfilm auf der Oberfläche, der die weitere Reaktion von Schwefelwasserstoff und Titan verhindert. Bei hohen Temperaturen reagiert Schwefelwasserstoff jedoch mit Titan unter Ausfällung von Wasserstoff:
Ti+H2S=TiS+H2+70 Kcal
Titanpulver reagiert mit Schwefelwasserstoff bei 600 ° C, um Titansulfid zu bilden. Das Reaktionsprodukt ist hauptsächlich TiS bei 900 ° C und Ti2S3 bei 1200 ° C. Salpetersäure und dichte glatte Oberfläche aus Titan haben eine gute Stabilität gegenüber Salpetersäure, da Salpetersäure schnell einen starken Oxidfilm auf der Titanoberfläche erzeugen kann. Die raue Oberfläche, insbesondere Titanschwamm oder Titanpulver, reagiert jedoch mit verdünnter verdünnter Salpetersäure:
3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO
3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO
Konzentrierte Salpetersäure über 70 ° C kann auch mit Titan reagieren:
Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O
Bei Raumtemperatur reagiert Titan nicht mit Nitrohydrochloridsäure. Bei hohen Temperaturen reagiert Titan mit Nitrohydrogensäure unter Bildung von
Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Natur von Titan eine sehr enge Beziehung zur Temperatur und ihrer bestehenden Form und Reinheit hat. Dichtes Titanmetall ist ziemlich stabil in der Natur, aber pulverisiertes Titan kann eine spontane Verbrennung in Luft verursachen. Das Vorhandensein von Verunreinigungen in Titan beeinflusst signifikant die physikalische, chemische, mechanische und Korrosionsbeständigkeit von Titan. Insbesondere beeinflussen einige interstitielle Verunreinigungen, die das Titangitter verzerren können, die verschiedenen Eigenschaften von Titan. Die chemische Aktivität von Titan bei Raumtemperatur ist sehr gering und es kann mit einigen Substanzen wie Flusssäure reagieren. Die Aktivität von Titan steigt jedoch schnell an, wenn die Temperatur ansteigt, insbesondere wenn Titan mit hoher Temperatur heftig mit vielen Substanzen reagiert. Der Schmelzprozess von Titan wird im Allgemeinen bei einer hohen Temperatur von 800 ° C oder mehr durchgeführt und muss daher unter Vakuum oder unter Inertatmosphäre betrieben werden. Physikalische Eigenschaften von metallischem Titan Metall Titan (Ti), graues Metall. Atomzahl 22, relative Atommasse 47.87. Die Anordnung der extranuklearen Elektronen in der Subschicht ist 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d2 4S2. Die Metallaktivität ist zwischen Magnesium und Aluminium bei Raumtemperatur nicht stabil. Daher existieren sie nur im chemischen Zustand in der Natur, und übliche Titanverbindungen umfassen Ilmenit (FeTiO 3) und Rutil (TiO 2).
Titan hat einen hohen Gehalt in der Erdkruste, Rang neun, erreicht 5.600 ppm, was einem Prozentsatz von 0,56% entspricht. Reintitan hat eine Dichte von 4,54 · 10³ kg / m³, ein Molvolumen von 10,54 cm³ / Mol, eine geringe Härte und eine Mohs-Härte von nur etwa 4 und weist daher eine gute Duktilität auf. Die thermische Stabilität von Titan ist sehr gut, der Schmelzpunkt ist 1660 ± 10ºC und der Siedepunkt ist 3287ºC. Metall Titan Chemische Eigenschaften Titan hat eine sehr hohe Reduktionskapazität in Hochtemperaturumgebungen und kann sich mit Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und vielen anderen Elementen sowie dem abstrakten Sauerstoff von einigen Metalloxiden wie Aluminiumoxid kombinieren. Bei Raumtemperatur verbinden sich Titan und Sauerstoff zu einem sehr dünnen und dichten Oxidfilm. Diese Schicht aus Oxidfilm reagiert nicht mit Salpetersäure, verdünnter Schwefelsäure, verdünnter Salzsäure und Nitrohydrochlorid bei Raumtemperatur. Es reagiert mit Fluorwasserstoffsäure, konzentrierter Salzsäure, konzentrierter Schwefelsäure.
Titan ist korrosionsbeständig und wird daher häufig in der chemischen Industrie eingesetzt. In der Vergangenheit, chemische Reaktoren geladen heiße Salpetersäure, sind Edelstahl. Rostfreier Stahl hat auch Angst vor dem stark ätzenden Mittel - heiße Salpetersäure, diese Komponente muss alle sechs Monate ausgetauscht werden. Mit Titan sind diese Teile zwar teurer als rostfreie Teile, aber es kann kontinuierlich für fünf Jahre verwendet werden, ist aber rechnerisch viel kostengünstiger.
In der Elektrochemie ist Titan ein Einwegventil mit sehr negativem Potential. Es ist normalerweise unmöglich, Titan als eine Anode für die Zersetzung zu verwenden. Der größte Nachteil von Titan ist, dass es schwer zu extrahieren ist. Der Hauptgrund ist, dass Titan bei hohen Temperaturen eine starke chemische Verbindung aufweist und mit Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und vielen anderen Elementen kombiniert werden kann. Beim Schmelzen oder Gießen achten die Menschen deshalb sorgfältig darauf, dass diese Elemente nicht in Titan eindringen. Beim Schmelzen von Titan dürfen Luft und Wasser natürlich nicht in der Nähe sein, und selbst die üblicherweise in der Metallurgie verwendeten Aluminiumoxidtiegel dürfen nicht verwendet werden, weil Titan Sauerstoff aus dem Aluminiumoxid aufnimmt. Menschen Magnesium mit Titantetrachlorid, in einer Inertgas-Phasentrennung mit Helium oder Argon, um Titan zu extrahieren.
Menschen nutzen die extrem hohe Kapazität von Titan bei hohen Temperaturen. Bei dem Stahlherstellungsverfahren löst sich Stickstoff leicht in der Stahlschmelze. Wenn der Stahlblock abkühlt, bilden sich Blasen im Stahlblock und beeinflussen die Qualität des Stahls. Daher fügten die Stahlarbeiter dem geschmolzenen Stahl Titanmetall hinzu, so dass die Titan- und Stickstoffverbindungen zu Titannitrid wurden, das auf der Oberfläche des geschmolzenen Stahls schwamm, so dass der Stahlblock relativ rein war. Wenn ein Überschallflugzeug fliegt, kann seine Flügeltemperatur 500 ° C erreichen. Wenn der Flügel aus einer relativ hitzebeständigen Aluminiumlegierung hergestellt ist, aber die Temperatur 200-300 ° C erreicht, wird auch ein leichtes, zähes und hochtemperaturbeständiges Material anstelle einer Aluminiumlegierung vorhanden sein, und Titan kann diese erfüllen Anforderungen. Titan kann dem Test von mehr als 100 Grad unter Null standhalten, bei dieser niedrigen Temperatur ist Titan immer noch eine sehr gute Zähigkeit ohne brüchig.
Durch die starke Luftaufnahme von Titan und Zirkonium kann Luft entfernt und ein Vakuum erzeugt werden. Zum Beispiel kann die Luft mit einer Vakuumpumpe aus Titan gezogen werden, so dass nur noch eine von zehn Billionen Punkten übrig bleibt.
Titanverbindungen
Titanoxid, natürliches TiO2 ist Rutil, reines TiO2 ist ein weißes Pulver, ist das beste weiße Pigment, allgemein bekannt als Titanweiß, weiß wenn kalt, hellgelb wenn heiß. In der Vergangenheit bestand der Hauptzweck des Bergbaus von Titanminen darin, Titandioxid zu gewinnen. Titan hat eine starke Haftung, ist nicht leicht chemisch zu verändern, ist immer weiß und ist eine ausgezeichnete weiße Beschichtung. Es hat einen hohen Brechungsindex, eine starke Färbung, eine hohe Deckkraft und stabile chemische Eigenschaften. Andere weiße Farben wie Zinkweiß-ZnO und Bleiweiß 2PbCO3 · Pb (OH) 2 haben diese ausgezeichneten Eigenschaften von Titanweiß nicht. Besonders wertvoll ist das ungiftige Titandioxid. Es hat einen sehr hohen Schmelzpunkt und wird verwendet, um feuerfestes Glas, Glasuren, Emaille, Ton, experimentelle Utensilien, die hohen Temperaturen widerstehen, und so weiter zu machen.
Titandioxid ist das Weiße der Welt. Ein Gramm Titandioxid kann auf einer Fläche von über 450 Quadratzentimetern weiß gestrichen werden. Es ist 5 Mal weißer als das üblicherweise verwendete Weißpigment Lithopone und ist daher das beste Pigment zur Herstellung weißer Farbe. Titandioxid, das als Pigment in der Welt verwendet wird, beläuft sich auf Hunderttausende von Tonnen pro Jahr. Titandioxid kann zu Papier hinzugefügt werden, um das Papier weiß und opak zu machen. Es ist 10 mal effektiver als andere Materialien. Daher sollte Titandioxid zu Banknotenpapier und Kunstpapier hinzugefügt werden. Um die Farbe des Kunststoffes leichter zu machen und das Rayon glänzend und weich zu machen, wird manchmal Titandioxid hinzugefügt. In der Gummiindustrie wird Titandioxid auch als weißer Gummifüllstoff verwendet.
Titantetrachlorid ist sehr interessant. Es ist normalerweise eine farblose Flüssigkeit (Schmelzpunkt -25 ° C, Siedepunkt: 136,4 ° C). Es hat einen stechenden Geruch und wird weißen Rauch in feuchter Luft emittieren - es wird hydrolysiert und wird weißes Titandioxid-Hydrogel. In Wasser wird es stark zu Metatitansäure H2TiO3 hydrolysiert. Beim Militär wird Titantetrachlorid als künstliches Aerosol verwendet. Besonders im Meer gibt es viel Wasser und Gas, und Titantetrachlorid wird emittiert. Der Rauch ist wie eine weiße Wand und blockiert die Sicht des Feindes. In der Landwirtschaft wird Titantetrafluorid verwendet, um Frost vorzubeugen.
TiCl₃ is a purple crystal and its aqueous solution can be used as a reducing agent. Ti3+ is more reductive than Sn2+. The barium titanate crystal has the characteristic that when it changes shape by pressure, it will generate electric current, and once it is energized, it will change shape. So, people put barium titanate in the ultrasonic wave, it will produce the electric current under pressure, the magnitude of the electric current that it can produce can measure the intensity of the ultrasonic wave. In contrast, ultrasonic waves can be generated by passing high-frequency current through it. Barium titanate is used in almost all ultrasonic instruments. In addition, barium titanate has many uses. For example: railway workers put it under the rails to measure the pressure of the train passing; The doctor used it to make a pulse recorder. The underwater probe made of barium titanate is a sharp underwater eye. It can not only see fish, it can also see underwater reefs, icebergs and enemy submarines.
Beim Schmelzen von Titan sind komplizierte Schritte erforderlich. Der Ilmenit wurde in Titantetrachlorid umgewandelt, in einen verschlossenen Tank aus rostfreiem Stahl gegeben, mit Argon gefüllt und mit Magnesiummetall umgesetzt, um einen "Titanschwamm" zu erhalten. Dieser poröse "Titanschwamm" kann nicht direkt verwendet werden. Es muss auch in einem elektrischen Ofen zu einer Flüssigkeit geschmolzen werden, um einen Titanbarren zu gießen. Aber es ist einfach, einen solchen elektrischen Ofen zu bauen! Zusätzlich zu der Tatsache, dass die Luft in dem Elektroofen abgelassen werden muss, ist es problematischer, einen Schmelztiegel zu finden, der flüssiges Titan enthält, da das allgemeine feuerfeste Material Oxide enthält und der darin enthaltene Sauerstoff durch das flüssige Titan entfernt wird. Später erfanden die Menschen schließlich einen "wassergekühlten Kupfergong" -Elektroofen. Nur ein Teil des Zentralofens dieser Art von Elektroofen ist sehr heiß, und der Rest ist kalt. Nachdem das Titan im Elektroofen geschmolzen ist, fließt es zur Wand des wassergekühlten Kupfertiegels und bildet sofort einen Titanbarren. Mit dieser Methode konnte es mehrere Tonnen Titanblöcke produzieren, aber seine Kosten sind denkbar.
Klassifizierung von Titan
Industrielles Titan:
Industrielles Reintitan enthält mehr Verunreinigungen als chemisch reines Titan, so dass seine Festigkeit und Härte etwas höher sind und seine mechanischen Eigenschaften und chemischen Eigenschaften denen von Edelstahl ähnlich sind. Im Vergleich zu reinem Titan Titanlegierung ist die Festigkeit besser, als austenitischer rostfreier Stahl in Bezug auf die Oxidationsbeständigkeit, aber die Wärmebeständigkeit war schlecht. Der Gehalt an TA1, TA2 und TA3 nahm wiederum zu und die mechanische Festigkeit und Härte nahmen wiederum zu, aber die plastische Zähigkeit nahm wiederum ab.
Titan vom β-Typ: Titan-Verbundmetall vom β-Typ kann wärmebehandelt und verstärkt werden. Die Legierung hat eine hohe Festigkeit, Schweißbarkeit und Druckverarbeitbarkeit, aber die Leistung ist instabil und der Schmelzprozess ist kompliziert.
A, β-Titanplatte: 0,5-4,0 mm
B, Glasplatte (reines Titan): 0,8-8,0 mm
C. Zielplatte (reines Titan): 1 x 2 m Dicke: 0,5-20 mm
D. Plating und andere industrielle Platten (reines Titan): 0.1-50mm
Verwendet: Elektronik, Chemikalien, Uhren, Brillen, Schmuck, Sportartikel, Maschinen und Anlagen, Galvanotechnik, Umweltschutz, Golf und Präzisionsindustrie.
Titanrohrspezifikationen: φ6-φ120mm Wandstärke: 0.3-3.0mm
Titanium Rohr verwendet: Umweltschutz Ausrüstung, Kühlrohre, Titan-Heizrohre, Galvanotechnik, Ringe und verschiedene Präzisions-Elektro-Röhren und anderen Branchen.
A, β Titan Draht Spezifikationen: φ0.8-φ6.0mm
B, Brille Titan Draht Spezifikationen: φ1,0-φ6,0mm spezielle Titan-Draht
C, Titandraht Spezifikationen: φ0.2-φ8.0mm speziell zum Aufhängen
Titandraht verwendet: Militär, Medizin, Sportartikel, Brillen, Ohrringe, Haarschmuck, Plattierung Kleiderbügel, Schweißdraht und andere Industrien.
A, quadratische Stange Spezifikationen: quadratische Stange: 8-12mm
B, polierter runder Stab: φ4-φ60mm
C, haariger Stock, schwarzer Hautstock: φ6-φ120mm
Titanstangen verwenden: hauptsächlich in mechanischen Geräten, Galvanik, medizinische, verschiedene Präzisionsteile und andere Industrien verwendet.
Herkunftsverteilung
Elementquelle
Titan ist ein seltenes Metall. In der Tat ist Titan nicht selten. Sein Vorkommen in der Erdkruste ist mit einem Anteil von 0,45% auf dem siebten Platz, weit höher als bei vielen anderen Metallen. Aufgrund der Lebendigkeit von Titan werden jedoch hohe Anforderungen an den Schmelzprozess gestellt, der es Menschen unmöglich macht, lange Zeit eine große Menge an Titan zu erhalten und somit als "seltenes" Metall eingestuft wird. Die Hauptmineralien, die zum Schmelzen von Titan verwendet werden, sind Ilmenit (FeTiO 3), Rutil (TiO 2) und Perowskit. Das Erz wird behandelt, um flüchtiges Titantetrachlorid zu erhalten, das dann mit Magnesium reduziert wird, um reines Titan zu erhalten.
Konzentrierte Salpetersäure über 70 ° C kann auch mit Titan reagieren:
Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O
Bei Raumtemperatur reagiert Titan nicht mit Nitrohydrochloridsäure. Bei hohen Temperaturen reagiert Titan mit Nitrohydrogensäure unter Bildung von
Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Natur von Titan eine sehr enge Beziehung zur Temperatur und ihrer bestehenden Form und Reinheit hat. Dichtes Titanmetall ist ziemlich stabil in der Natur, aber pulverisiertes Titan kann eine spontane Verbrennung in Luft verursachen. Das Vorhandensein von Verunreinigungen in Titan beeinflusst signifikant die physikalische, chemische, mechanische und Korrosionsbeständigkeit von Titan. Insbesondere beeinflussen einige interstitielle Verunreinigungen, die das Titangitter verzerren können, die verschiedenen Eigenschaften von Titan. Die chemische Aktivität von Titan bei Raumtemperatur ist sehr gering und es kann mit einigen Substanzen wie Flusssäure reagieren. Die Aktivität von Titan steigt jedoch schnell an, wenn die Temperatur ansteigt, insbesondere wenn Titan mit hoher Temperatur heftig mit vielen Substanzen reagiert. Der Schmelzprozess von Titan wird im Allgemeinen bei einer hohen Temperatur von 800 ° C oder mehr durchgeführt und muss daher unter Vakuum oder unter Inertatmosphäre betrieben werden. Physikalische Eigenschaften von metallischem Titan Metall Titan (Ti), graues Metall. Atomzahl 22, relative Atommasse 47.87. Die Anordnung der extranuklearen Elektronen in der Subschicht ist 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d2 4S2. Die Metallaktivität ist zwischen Magnesium und Aluminium bei Raumtemperatur nicht stabil. Daher existieren sie nur im chemischen Zustand in der Natur, und übliche Titanverbindungen umfassen Ilmenit (FeTiO 3) und Rutil (TiO 2).
Titan hat einen hohen Gehalt in der Erdkruste, Rang neun, erreicht 5.600 ppm, was einem Prozentsatz von 0,56% entspricht. Reintitan hat eine Dichte von 4,54 · 10³ kg / m³, ein Molvolumen von 10,54 cm³ / Mol, eine geringe Härte und eine Mohs-Härte von nur etwa 4 und weist daher eine gute Duktilität auf. Die thermische Stabilität von Titan ist sehr gut, der Schmelzpunkt ist 1660 ± 10ºC und der Siedepunkt ist 3287ºC. Metall Titan Chemische Eigenschaften Titan hat eine sehr hohe Reduktionskapazität in Hochtemperaturumgebungen und kann sich mit Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und vielen anderen Elementen sowie dem abstrakten Sauerstoff von einigen Metalloxiden wie Aluminiumoxid kombinieren. Bei Raumtemperatur verbinden sich Titan und Sauerstoff zu einem sehr dünnen und dichten Oxidfilm. Diese Schicht aus Oxidfilm reagiert nicht mit Salpetersäure, verdünnter Schwefelsäure, verdünnter Salzsäure und Nitrohydrochlorid bei Raumtemperatur. Es reagiert mit Fluorwasserstoffsäure, konzentrierter Salzsäure, konzentrierter Schwefelsäure.
Titan ist korrosionsbeständig und wird daher häufig in der chemischen Industrie eingesetzt. In der Vergangenheit, chemische Reaktoren geladen heiße Salpetersäure, sind Edelstahl. Rostfreier Stahl hat auch Angst vor dem stark ätzenden Mittel - heiße Salpetersäure, diese Komponente muss alle sechs Monate ausgetauscht werden. Mit Titan sind diese Teile zwar teurer als rostfreie Teile, aber es kann kontinuierlich für fünf Jahre verwendet werden, ist aber rechnerisch viel kostengünstiger.
In der Elektrochemie ist Titan ein Einwegventil mit sehr negativem Potential. Es ist normalerweise unmöglich, Titan als eine Anode für die Zersetzung zu verwenden. Der größte Nachteil von Titan ist, dass es schwer zu extrahieren ist. Der Hauptgrund ist, dass Titan bei hohen Temperaturen eine starke chemische Verbindung aufweist und mit Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und vielen anderen Elementen kombiniert werden kann. Beim Schmelzen oder Gießen achten die Menschen deshalb sorgfältig darauf, dass diese Elemente nicht in Titan eindringen. Beim Schmelzen von Titan dürfen Luft und Wasser natürlich nicht in der Nähe sein, und selbst die üblicherweise in der Metallurgie verwendeten Aluminiumoxidtiegel dürfen nicht verwendet werden, weil Titan Sauerstoff aus dem Aluminiumoxid aufnimmt. Menschen Magnesium mit Titantetrachlorid, in einer Inertgas-Phasentrennung mit Helium oder Argon, um Titan zu extrahieren.
Menschen nutzen die extrem hohe Kapazität von Titan bei hohen Temperaturen. Bei dem Stahlherstellungsverfahren löst sich Stickstoff leicht in der Stahlschmelze. Wenn der Stahlblock abkühlt, bilden sich Blasen im Stahlblock und beeinflussen die Qualität des Stahls. Daher fügten die Stahlarbeiter dem geschmolzenen Stahl Titanmetall hinzu, so dass die Titan- und Stickstoffverbindungen zu Titannitrid wurden, das auf der Oberfläche des geschmolzenen Stahls schwamm, so dass der Stahlblock relativ rein war. Wenn ein Überschallflugzeug fliegt, kann seine Flügeltemperatur 500 ° C erreichen. Wenn der Flügel aus einer relativ hitzebeständigen Aluminiumlegierung hergestellt ist, aber die Temperatur 200-300 ° C erreicht, wird auch ein leichtes, zähes und hochtemperaturbeständiges Material anstelle einer Aluminiumlegierung vorhanden sein, und Titan kann diese erfüllen Anforderungen. Titan kann dem Test von mehr als 100 Grad unter Null standhalten, bei dieser niedrigen Temperatur ist Titan immer noch eine sehr gute Zähigkeit ohne brüchig.
Durch die starke Luftaufnahme von Titan und Zirkonium kann Luft entfernt und ein Vakuum erzeugt werden. Zum Beispiel kann die Luft mit einer Vakuumpumpe aus Titan gezogen werden, so dass nur noch eine von zehn Billionen Punkten übrig bleibt.
Titanverbindungen
Titanoxid, natürliches TiO2 ist Rutil, reines TiO2 ist ein weißes Pulver, ist das beste weiße Pigment, allgemein bekannt als Titanweiß, weiß wenn kalt, hellgelb wenn heiß. In der Vergangenheit bestand der Hauptzweck des Bergbaus von Titanminen darin, Titandioxid zu gewinnen. Titan hat eine starke Haftung, ist nicht leicht chemisch zu verändern, ist immer weiß und ist eine ausgezeichnete weiße Beschichtung. Es hat einen hohen Brechungsindex, eine starke Färbung, eine hohe Deckkraft und stabile chemische Eigenschaften. Andere weiße Farben wie Zinkweiß-ZnO und Bleiweiß 2PbCO3 · Pb (OH) 2 haben diese ausgezeichneten Eigenschaften von Titanweiß nicht. Besonders wertvoll ist das ungiftige Titandioxid. Es hat einen sehr hohen Schmelzpunkt und wird verwendet, um feuerfestes Glas, Glasuren, Emaille, Ton, experimentelle Utensilien, die hohen Temperaturen widerstehen, und so weiter zu machen.
Titandioxid ist das Weiße der Welt. Ein Gramm Titandioxid kann auf einer Fläche von über 450 Quadratzentimetern weiß gestrichen werden. Es ist 5 Mal weißer als das üblicherweise verwendete Weißpigment Lithopone und ist daher das beste Pigment zur Herstellung weißer Farbe. Titandioxid, das als Pigment in der Welt verwendet wird, beläuft sich auf Hunderttausende von Tonnen pro Jahr. Titandioxid kann zu Papier hinzugefügt werden, um das Papier weiß und opak zu machen. Es ist 10 mal effektiver als andere Materialien. Daher sollte Titandioxid zu Banknotenpapier und Kunstpapier hinzugefügt werden. Um die Farbe des Kunststoffes leichter zu machen und das Rayon glänzend und weich zu machen, wird manchmal Titandioxid hinzugefügt. In der Gummiindustrie wird Titandioxid auch als weißer Gummifüllstoff verwendet.
Titantetrachlorid ist sehr interessant. Es ist normalerweise eine farblose Flüssigkeit (Schmelzpunkt -25 ° C, Siedepunkt: 136,4 ° C). Es hat einen stechenden Geruch und wird weißen Rauch in feuchter Luft emittieren - es wird hydrolysiert und wird weißes Titandioxid-Hydrogel. In Wasser wird es stark zu Metatitansäure H2TiO3 hydrolysiert. Beim Militär wird Titantetrachlorid als künstliches Aerosol verwendet. Besonders im Meer gibt es viel Wasser und Gas, und Titantetrachlorid wird emittiert. Der Rauch ist wie eine weiße Wand und blockiert die Sicht des Feindes. In der Landwirtschaft wird Titantetrafluorid verwendet, um Frost vorzubeugen.
TiCl₃ is a purple crystal and its aqueous solution can be used as a reducing agent. Ti3+ is more reductive than Sn2+. The barium titanate crystal has the characteristic that when it changes shape by pressure, it will generate electric current, and once it is energized, it will change shape. So, people put barium titanate in the ultrasonic wave, it will produce the electric current under pressure, the magnitude of the electric current that it can produce can measure the intensity of the ultrasonic wave. In contrast, ultrasonic waves can be generated by passing high-frequency current through it. Barium titanate is used in almost all ultrasonic instruments. In addition, barium titanate has many uses. For example: railway workers put it under the rails to measure the pressure of the train passing; The doctor used it to make a pulse recorder. The underwater probe made of barium titanate is a sharp underwater eye. It can not only see fish, it can also see underwater reefs, icebergs and enemy submarines.
Beim Schmelzen von Titan sind komplizierte Schritte erforderlich. Der Ilmenit wurde in Titantetrachlorid umgewandelt, in einen verschlossenen Tank aus rostfreiem Stahl gegeben, mit Argon gefüllt und mit Magnesiummetall umgesetzt, um einen "Titanschwamm" zu erhalten. Dieser poröse "Titanschwamm" kann nicht direkt verwendet werden. Es muss auch in einem elektrischen Ofen zu einer Flüssigkeit geschmolzen werden, um einen Titanbarren zu gießen. Aber es ist einfach, einen solchen elektrischen Ofen zu bauen! Zusätzlich zu der Tatsache, dass die Luft in dem Elektroofen abgelassen werden muss, ist es problematischer, einen Schmelztiegel zu finden, der flüssiges Titan enthält, da das allgemeine feuerfeste Material Oxide enthält und der darin enthaltene Sauerstoff durch das flüssige Titan entfernt wird. Später erfanden die Menschen schließlich einen "wassergekühlten Kupfergong" -Elektroofen. Nur ein Teil des Zentralofens dieser Art von Elektroofen ist sehr heiß, und der Rest ist kalt. Nachdem das Titan im Elektroofen geschmolzen ist, fließt es zur Wand des wassergekühlten Kupfertiegels und bildet sofort einen Titanbarren. Mit dieser Methode konnte es mehrere Tonnen Titanblöcke produzieren, aber seine Kosten sind denkbar.
Klassifizierung von Titan
Industrielles Titan:
Industrielles Reintitan enthält mehr Verunreinigungen als chemisch reines Titan, so dass seine Festigkeit und Härte etwas höher sind und seine mechanischen Eigenschaften und chemischen Eigenschaften denen von Edelstahl ähnlich sind. Im Vergleich zu reinem Titan Titanlegierung ist die Festigkeit besser, als austenitischer rostfreier Stahl in Bezug auf die Oxidationsbeständigkeit, aber die Wärmebeständigkeit war schlecht. Der Gehalt an TA1, TA2 und TA3 nahm wiederum zu und die mechanische Festigkeit und Härte nahmen wiederum zu, aber die plastische Zähigkeit nahm wiederum ab.
Titan vom β-Typ: Titan-Verbundmetall vom β-Typ kann wärmebehandelt und verstärkt werden. Die Legierung hat eine hohe Festigkeit, Schweißbarkeit und Druckverarbeitbarkeit, aber die Leistung ist instabil und der Schmelzprozess ist kompliziert.
A, β-Titanplatte: 0,5-4,0 mm
B, Glasplatte (reines Titan): 0,8-8,0 mm
C. Zielplatte (reines Titan): 1 x 2 m Dicke: 0,5-20 mm
D. Plating und andere industrielle Platten (reines Titan): 0.1-50mm
Verwendet: Elektronik, Chemikalien, Uhren, Brillen, Schmuck, Sportartikel, Maschinen und Anlagen, Galvanotechnik, Umweltschutz, Golf und Präzisionsindustrie.
Titanrohrspezifikationen: φ6-φ120mm Wandstärke: 0.3-3.0mm
Titanium Rohr verwendet: Umweltschutz Ausrüstung, Kühlrohre, Titan-Heizrohre, Galvanotechnik, Ringe und verschiedene Präzisions-Elektro-Röhren und anderen Branchen.
A, β Titan Draht Spezifikationen: φ0.8-φ6.0mm
B, Brille Titan Draht Spezifikationen: φ1,0-φ6,0mm spezielle Titan-Draht
C, Titandraht Spezifikationen: φ0.2-φ8.0mm speziell zum Aufhängen
Titandraht verwendet: Militär, Medizin, Sportartikel, Brillen, Ohrringe, Haarschmuck, Plattierung Kleiderbügel, Schweißdraht und andere Industrien.
A, quadratische Stange Spezifikationen: quadratische Stange: 8-12mm
B, polierter runder Stab: φ4-φ60mm
C, haariger Stock, schwarzer Hautstock: φ6-φ120mm
Titanstangen verwenden: hauptsächlich in mechanischen Geräten, Galvanik, medizinische, verschiedene Präzisionsteile und andere Industrien verwendet.
Herkunftsverteilung
Elementquelle
Titan ist ein seltenes Metall. In der Tat ist Titan nicht selten. Sein Vorkommen in der Erdkruste ist mit einem Anteil von 0,45% auf dem siebten Platz, weit höher als bei vielen anderen Metallen. Aufgrund der Lebendigkeit von Titan werden jedoch hohe Anforderungen an den Schmelzprozess gestellt, der es Menschen unmöglich macht, lange Zeit eine große Menge an Titan zu erhalten und somit als "seltenes" Metall eingestuft wird. Die Hauptmineralien, die zum Schmelzen von Titan verwendet werden, sind Ilmenit (FeTiO 3), Rutil (TiO 2) und Perowskit. Das Erz wird behandelt, um flüchtiges Titantetrachlorid zu erhalten, das dann mit Magnesium reduziert wird, um reines Titan zu erhalten.
Geografische Verteilung
China hat 965 Millionen Tonnen an Titanressourcen, die weltweit an erster Stelle stehen und 38,85% der weltweit nachgewiesenen Reserven ausmachen. Hauptsächlich konzentriert in Sichuan, Yunnan, Guangdong, Guangxi und Hainan. Die westliche Region Panzhihua (Xichang, Panzhihua) ist mit 870 Millionen Tonnen Titanressourcen Chinas größte Titanressourcenbasis. Chinas nachgewiesene Titanreserven sind in 108 Bergbaugebieten in 21 Provinzen verteilt (autonome Regionen und Gemeinden direkt unter der Zentralregierung) (Abbildung 3.5.1 und Tabelle 3.5.4). Die wichtigsten Anbaugebiete sind Sichuan, gefolgt von Hebei, Hainan, Guangdong, Hubei, Guangxi, Yunnan, Shaanxi, Shanxi und anderen Provinzen (Regionen).
Magnetit-Titan-Titan:
Die Hauptlagerstätten befinden sich in Yanbian Hongge und Miyibaima in Panzhihua, Sichuan und Taihe in Xichang. Chengde, Hebei Provinz, Tempel, Montenegro, Fengning Rekrutierung Armee Graben, South Gate of Chongli; Tongzi, Zuoquan, Provinz Shanxi; Bijigou in Yang County, Provinz Shaanxi; Yawei in Xinjiang; Zhao Dzhuang in Wuyang, Provinz Henan; Xiayu in Xingning, Provinz Guangdong; Huma, Provinz Heilongjiang; und Shangdi Village und Huairou District in Changping, Peking. Unter ihnen, Sichuan internen Reserven (TiO2 442.563.200 Tonnen) entfielen 95,1% der äquivalenten Reserven des Landes (TiO2 465,2283 Millionen Tonnen), Hebei Provinz (TiO2 154,446 Millionen Tonnen) entfielen 3,3%, Shaanxi Provinz entfielen 0,46% und Provinz Shanxi entfielen 0,35%.
Die Hauptlagerstätte von Rutil-Gestein befindet sich in Dazhao Mountain, Zaoyang, Provinz Hubei; Nianzigou in Daixian County, Provinz Shanxi; Yangchong in Xinxian, Provinz Henan; Liujiazhuang, Bezirk Laixi, Provinz Shandong. Unter ihnen entfielen auf die in der Tabelle aufgeführten Reserven an TiO2 in Rutil (Provinz Hubei) 71,2% der entsprechenden Reserven des Landes (7.058.600 Tonnen), auf die Provinz Shanxi (15.479.900 Tonnen) entfielen 20,6% und auf die Provinz Shaanxi (444.000 Tonnen) für 5,9%.
The main ore of titanium is rutile TiO2 and ilmenite FeTiO3, and its discovery is also from the analysis of these two ores. The priest Magalor of the Menacan parish in Cornwall, southwest of England in 1791, was also a scientist who analyzed the black ore produced in his parish, which is today A new metal material was discovered in the ilmenite ore and named menacenite. Three years later, in 1795, Kraptrot analyzed the rutile produced in the Boinik region of Hungary and realized that it was a new metal oxide with resistance to acidic and alkaline solutions. It borrowed Greek mythology from the earth. The first generation of sons of the Titan Protoss Titans, named this metal titanium, the element symbol as Ti. Two years later, Kramprot confirmed that menacenite found in Gregourg was titanium.
Titanium has strong corrosion resistance to acids and alkalis and has become an important material in chemical production.
Titanium is generally regarded as a rare metal. In fact, its content in the earth's crust is quite large. It is more than common zinc, copper, tin, etc., and even more than chlorine and phosphorus.
Gesamtsituation
Ende 1995 beliefen sich die Reserven und Reserven des weltweiten Rutils (einschließlich Anatas) auf 33,3 Millionen Tonnen bzw. 16,44 Millionen Tonnen, und die Gesamtmenge der Ressourcen betrug etwa 230 Millionen Tonnen (TiO2-Gehalt, siehe unten), hauptsächlich konzentriert in Südafrika, Indien und Sri Lanka. Australien. Die Reserven und Reserven der Ilmenit (TiO2) der Welt basieren auf 274,3 Millionen Tonnen bzw. 435,3 Millionen Tonnen und die gesamten Ressourcen belaufen sich auf ungefähr 1 Milliarde Tonnen; Sie konzentrieren sich hauptsächlich auf Südafrika, Norwegen, Australien, Kanada und Indien.
Ende 1996 verfügte China über 365704,09 Millionen Tonnen an primären Titan- (magnetischen) Eisenerzreserven (davon TiO2) (davon 231.915.500 t A + B + C); Die Ilmenit (Sand) Mineralreserven betragen 38.039.900 Tonnen (einschließlich 21.477.000 Tonnen A + B + C); die Rutil-Mineralreserven betragen 2.586.600 Tonnen (davon 737.300 Tonnen A + B + C); Rutil-TiO2-Reserven von 7.508.600 Tonnen (einschließlich A + B + C-Gehalt 2.424.300 t).
Wenn China 211,47 Millionen Tonnen A + B + C-Mineralien in Ilmeniterzvorkommen im Jahr 1996 zurückbehält, was zu 48% aus TiO2 berechnet wird, werden die TiO2-Reserven 10,3064 Millionen Tonnen betragen. Nur 3,83% der 270 Millionen Tonnen Ilmenit (TiO2) in der Welt im selben Jahr; Wenn es mit den A + B + C-Reserven (231,91 Millionen Tonnen) von primärem Titanomagnetit (TiO 2) kombiniert wird, können etwa 50% der verfügbaren (TiO 2) Reserven von körnigem Ilmenit genutzt werden. 11595,75 Millionen Tonnen, Gesamt TiO2 Reserven von 126,264 Millionen Tonnen, Es macht 47,76% der 270 Millionen Tonnen Ilmenit (TiO2) Reserven in der Welt. In diesem Sinne kann China als das Land mit den reichsten ilmenitischen Ressourcen der Welt angesehen werden.
Wenn Chinas Reserven an Rutilmineralien von 1996, die 737.300 Tonnen der A + B + C-Klassenreserven in TiO2-Reserven von 693.300 Tonnen basierend auf 94% TiO2 umgewandelt werden. Zusammen mit den Rutil (TiO2) -Reserven von 242,43 Mio. A + B + C im selben Jahr, insgesamt 31,7744 Mio. Tonnen, entfielen davon 9,36% der weltweit 3,33 Mio. Tonnen Rutil (TiO2) -Reserven im selben Jahr. Dies zeigt, dass Chinas Rutilressourcen nicht in Hülle und Fülle vorhanden sind.
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