钛是在1791年发现的,但第一块纯钛是在1910年制成的,这一过程持续了一百多年。原因是钛在高温下非常活泼,容易与氧、氮、碳等元素结合。提取纯钛需要非常苛刻的条件。工业上用硫酸分解钛铁矿制取二氧化钛,然后用二氧化钛制取钛金属。用浓硫酸处理磨细的钛铁矿(精矿),发生如下化学反应:feti O3+3h2so 4 = = Ti(SO4)2+feso 4+3H2O feti O3+2h2so 4 = = tioso 4+feso 4+2H2O FeO+h2so 4 = = feso 4+H2O fe2o 3+3h2so 4 = = Fe2(SO4)3+3H2O为了除去杂质Fe2(SO4)3,加入铁屑。Fe3+被还原成Fe2+,然后溶液被冷却到273K以下,使得FeSO4 7H2O(绿矾)结晶并作为副产物沉淀。Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色偏钛酸,反应为:Ti(SO4)2+H2O = = tioso 4+h2so 4 tioso 4+2H2O = = h2tio 3+h2so 4煅烧偏钛酸得到二氧化钛:H2TiO3 == TiO2+H2O。工业生产中用金属热还原法还原四氯化钛。将二氧化钛(或天然金红石)和碳粉的混合物加热到1000 ~ 1100 K,氯化,产生的四氯化钛蒸汽冷凝。TiO+2c+2cl2 = TiCl4+2co在1070K时,TiCl4可以被氩气中的熔融镁还原得到多孔海绵钛:TiCl4+2mg = 2mgc12+Ti。这种海绵钛经过粉碎,在real 空电弧炉中熔化,最后制成各种钛材。
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钛的冶炼方法及方程式(钛的冶炼方程式)
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