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      鈦冶煉中的化學反應

       

      在1791年被發現,而第一次制得純凈的鈦卻是在1910年,中間經歷了一百余年。原因在于:鈦在高溫下性質十分活潑,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),發生下面的化學反應:

        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Fe2(SO4)3,加入鐵屑,Fe3+ 還原為Fe2+,然后將溶液冷卻至273K以下,使得FeSO4?7H2O(綠礬)作為副產品結晶析出。
        Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸沉淀,反應是:
        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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