金属钛的提炼过程是怎样的?

钛在高温下性质十分活泼,很易和氧、氮、碳等元素化合,要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。   工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛,再由二氧化钛制取金属钛。浓硫酸处理磨碎的钛铁矿(精矿),发生下面的化学反应:   FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O   FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O   FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O   Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O   为了除去杂质Fe2(SO4)3,加入铁屑,Fe3+ 还原为Fe2+,然后将溶液冷却至273K以下,使得FeSO4·7H2O(绿矾)作为副产品结晶析出。   Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏钛酸沉淀,反应是:   Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4   TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4   锻烧偏钛酸即制得二氧化钛:   H2TiO3 == TiO2+H2O   工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将TiO2(或天然的金红石)和炭粉混合加热至1000~1100K,进行氯化处理,并使生成的TiCl4,蒸气冷凝。   TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO-   在1070K 用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得多孔的海绵钛:   TiCl4+2Mg=2MgC12+Ti   这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼,最后制成各种钛材。   也可以通过反应:Ti+2I2=TiI4   得到的TiI4经过高温(1250℃左右)情况下分解:   TiI4=Ti+2I2   由此得到纯钛棒。   钛及钛合金的特性、用途   纯钛是银白色的金属,它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g/cm3,比钢轻43% ,比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多,比铝大两倍,比镁大五倍。钛耐高温,熔点1942K,比黄金高近1000K ,比钢高近500K。

(0)

相关推荐