世界钛矿资源总体状况 截至1995年底,世界金红石(包括锐钛矿)储量和储量基础分别为3330万t和16440万t,资源总量约2.3亿t(TiO2含量,下同),主要集中在南非、印度、斯里兰卡、澳大利亚。世界钛铁矿(TiO2)储量和储量基础分别为2.743亿t和4.353亿t,资源总量约10亿t;主要集中在南非、挪威、澳大利亚、加拿大和印度。
截至1996年底中国保有原生钛(磁)铁矿(折TiO2)储量35704.09万t(其中A+B+C级23191.50万t);钛铁矿(砂矿)矿物储量3803.19万t(其中A+B+C级2147.17万t);金红石矿物储量256.86万t(其中A+B+C级73.73万t);金红石TiO2储量750.86万t(其中A+B+C级242.43万t)。
若将中国1996年保有钛铁矿砂矿的A+B+C级矿物储量2147.17万t按含TiO2 48%折算,则其TiO2储量为1030.64万t,仅占同年世界钛铁矿(TiO2)27000万t的3.83%;若再将其与原生钛磁铁矿岩矿(TiO2)的A+B+C级储量(23 191.50万t)中目前可利用的约占50%以粒状钛铁矿产出的(TiO2)储量11595.75万t相加,其TiO2总储量为12626.4万t,则占同年世界钛铁矿(TiO2)储量27000万t的47.76%,从这个意义上说,我国可称为世界钛铁矿资源最丰富的国家。
若将中国1996年保有金红石矿物的A+B+C级储量73.73万t按含TiO2 94%折算成TiO2储量为69.31万t,再加上同年金红石(TiO2)的A+B+C级储量242.43万t,合计为311.74万t,则占同年世界金红石(TiO2)储量3330万t的9.36%,由此可见中国金红石资源并不丰富。
钛的冶炼 钛在1791年被发现,而第一次制得纯净的钛却是在1910年,中间经历了一百余年。原因在于: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