钛的基本知识——表面工程在线服务网

钛金属，灰色，能在氮气中燃烧，熔点高。钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工业和航海工业。
　　从发现钛元素到制得纯品，历时一百多年。而钛真正得到利用，认识其本来的真面目，则是20世纪40年代以后的事情了。
　　地理表面十公里厚的地层中，含钛达千分之六，比铜多61倍。随便从地下抓起一把泥土，其中都含有千分之几的钛，世界上储量超过一千万吨的钛矿并不稀罕。
　　海滩上有成亿吨的砂石，钛和锆这两种比砂石重的矿物，就混杂在砂石中，经过海水千百万年昼夜不停地淘洗，把比较重的钛铁矿和锆英砂矿冲在一起，在漫长的海岸边，形成了一片一片的钛矿层和锆矿层。这种矿层是一种黑色的砂子，通常有几厘米到几十厘米厚。
　　钛没有磁性，用钛建造的核潜艇不必担心磁性水雷的攻击。
　　1947年，人们才开始在工厂里冶炼钛。当年，产量只有2吨。1955年产量激增到2万吨。1972年，年产量达到了 20万吨。钛的硬度与钢铁差不多，而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半，钛虽然稍稍比铝重一点，它的硬度却比铝大2倍。现在，在宇宙火箭和导弹中，就大量用钛代替钢铁。据统计，目前世界上每年用于宇宙航行的钛，已达一千吨以上。极细的钛粉，还是火箭的好燃料，所以钛被誉为宇宙金属，空间金属。
　　钛的耐热性很好，熔点高达1725℃。在常温下，钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中。就连最凶猛的酸——王水，也不能腐蚀它。钛不怕海水，有人曾把一块钛沉到海底，五年以后取上来一看，上面粘了许多小动物与海底植物，却一点也没有生锈，依旧亮闪闪的。
　　现在，人们开始用钛来制造潜艇一——钛潜艇。由于钛非常结实，能承受很高的压力，这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行。
　　发展历程
　　钛元素发现于1789年，1908年挪威和美国开始用硫酸法生产钛白，1910年在试验室中第一次用钠法制得海绵钛，1948年美国杜邦公司才用镁法成吨生产海绵钛---这标志着海绵钛即钛工业化生产的开始。
　　中国钛工业起步于20世纪50年代。1954，北京有色金属研究总院开始进行海绵钛制备工艺研究，1956年国家把钛当作战略金属列入了12年发展规划，1958年在抚顺铝厂实现了海绵钛工业试验，成立了中国第一个海绵钛生产车间，同时在沈阳有色金属加工厂成立了中国第一个钛加工材生产试验车间。
　　20世纪60-70年代，在国家的统一规划下，先后建设了以遵义钛厂为代表的10余家海绵钛生产单位，建设了以宝鸡有色金属加工厂为代表的数家钛材加工单位，同时也形成了以北京有色金属研究总院为代表的科研力量，成为继美国、前苏联和日本之后的第四个具有完整钛工业体系的国家。
　　1980年前后，我国海绵钛产量达到2800吨，然而由于当时大多数人对钛金属认识不足，钛材的高价格也限制了钛的应用，钛加工材的产量仅200吨左右，我国钛工业陷入困境。在这种情况下，由当时国务院副总理方毅同志倡导，朱镕基和袁宝华同志支持，于1982年7月成立了跨部委的全国钛应用推广领导小组，专门协调钛工业的发展事宜，促成了20世纪80年代至90年代初期我国海绵钛和钛加工材产销两旺、钛工业快速平稳发展的良好局面。
　　综上所述，我国钛工业大致经历了三个发展期：即20世纪50年代的开创期，60-70年代的建设期和80-90年代的初步发展期。在新世纪，得益于国民经济的持续、快速发展，我国钛工业也进入了一个快速成长期。
　　钛耐腐蚀，所以在化学工业上常常要用到它。过去，化学反应器中装热硝酸的部件都用不锈钢。不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸，每隔半年，这种部件就要统统换掉。现在，用钛来制造这些部件，虽然成本比不锈钢部件贵一些，但是它可以连续不断地使用五年，计算起来反而合算得多。
　　在电化学中，钛是单向阀型金属，电位很负，通常无法用钛作为阳极进行分解。
　　钛的最大缺点是难于提炼。主要是因为钛在高温下化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。因此，不论在冶炼或者铸造的时候，人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛。在冶炼钛的时候，空气与水当然是严格禁止接近的，甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用，因为钛会从氧化铝里夺取氧。现在，人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用，来提炼钛。
　　人们利用钛在高温下化合能力极强的特点，在炼钢的时候，氮很容易溶解在钢水里，当钢锭冷却的时候，钢锭中就形成气泡，影响钢的质量。所以炼钢工人往钢水里加进金属钛，使它与氮化合，变成炉渣一—氮化钛，浮在钢水表面，这样钢锭就比较纯净了。
　　当超音速飞机飞行时，它的机翼的温度可以达到500℃。如用比较耐热的铝合金制造机翼，一到二三百度也会吃不消，必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金而钛恰好能够满足这些要求。钛还能经得住零下一百多度的考验，在这种低温下，钛仍旧有很好的韧性而不发脆。
　　利用钛和锆对空气的强大吸收力，可以除去空气，造成真空。比方，利用钛制成的真空泵，可以把空气抽到只剩下十万万万分之一。
　　钛的氧化物——二氧化钛，是雪白的粉末，是最好的白色颜料，俗称钛白。以前，人们开采钛矿，主要目的便是为了获得二氧化钛。钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。特别可贵的是钛白无毒。它的熔点很高，被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
　　二氧化钛是世界上最白的东西， 1克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。世界上用作颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。二氧化钛可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。此外，为了使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。在橡胶工业上，二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。
　　四氯化钛是种有趣的液体，它有股刺鼻的气味，在湿空气中便会大冒白烟——它水解了，变成白色的二氧化钛的水凝胶。在军事上，人们便利用四氯化钛的这股怪脾气，作为人造烟雾剂。特别是在海洋上，水气多，一放四氯化钛，浓烟就象一道白色的长城，挡住了敌人的视线。在农业上，人们利用四氟化钛来防霜。
　　钛酸钡晶体有这样的特性：当它受压力而改变形状的时候，会产生电流，一通电又会改变形状。于是，人们把钛酸钡放在超声波中，它受压便产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱。相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。现在，几乎所有的超声波仪器中，都要用到钛酸钡。除此之外，钛酸钡还有许多用途。例如：铁路工人把它放在铁轨下面，来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器。用钛酸钡做的水底探测器，是锐利的水下眼睛，它不只能够看到鱼群，而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等。
　　冶炼钛时，要经过复杂的步骤。把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的，还必须把它们在电炉中熔化成液体，才能铸成钛锭。但制造这种电炉又谈何容易！除了电炉的空气必须抽干净外，更伤脑筋的是，简直找不到盛装液态钛的坩埚，因为一般耐火材料部含有氧化物，而其中的氧就会被液态钛夺走。后来，人们终于发明了一种“水冷铜坩埚”的电炉。这种电炉只有中央一部分区域很热，其余部分都是冷的，钛在电炉中熔化后，流到用水冷却的铜坩埚壁上，马上凝成钛锭。用这种方法已经能够生产几吨重的钛块，但它的成本就可想而知了。
　　元素名称：钛
　　元素原子量：47.87
　　元素在海水中的含量:(ppm)
　　0.00048
　　元素在太阳中的含量:(ppm)
　　4
　　元素类型：金属
　　核内质子数：22
　　核外电子数：22
　　核电核数：22
　　质子质量：3.6806E-26
　　质子相对质量：22.154
　　原子体积:(立方厘米/摩尔)
　　10.64
　　地壳中含量：（ppm）
　　5600
　　以下为增加内容：
　　氧化态：
　　Main Ti+4
　　Other Ti-1, Ti0, Ti+2, Ti+3
　　所属周期：4
　　所属族数：IVB
　　摩尔质量：48
　　氢化物：TiH4
　　氧化物：TiO
　　最高价氧化物化学式：TiO2
　　密度：4.54g/cm3
　　熔点：1660.℃
　　沸点：3287.0 ℃
　　电离能 (kJ /mol)
　　M - M+ 658
　　M+ - M2+ 1310
　　M2+ - M3+ 2652
　　M3+ - M4+ 4175
　　M4+ - M5+ 9573
　　M5+ - M6+ 11516
　　M6+ - M7+ 13590
　　M7+ - M8+ 16260
　　M8+ - M9+ 18640
　　M9+ - M10+ 20830
　　外围电子排布：2 8 8 4
　　核外电子排布：2,8,10,2
　　晶体结构：晶胞为六方晶胞。
　　晶胞参数：
　　a = 295.08 pm
　　b = 295.08 pm
　　c = 468.55 pm
　　α = 90°
　　β = 90°
　　γ = 120°
　　莫氏硬度：6
　　声音在其中的传播速率：（m/S）5090
　　颜色和状态：银灰色金属
　　原子半径：2
　　常见化合价：+2,+3,+4
　　发现人：格列高尔发现年代：1791年
　　发现过程：
　　钛是英国化学家格雷戈尔(Gregor R W ，1762—1817。)在1791年研究钛铁矿和金红石时发现的。四年后，1795年，德国化学家克拉普罗特(Klaproth M H ，1743—1817。)在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素。他主张采取为铀(1789年由克拉普罗特发现的)命名的方法，引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名叫“Titanium”。中文按其译音定名为钛。
　　格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛，而不是金属钛。因为钛的氧化物极其稳定，而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等直接激烈地化合，所以单质钛很难制取。直到1910年才被美国化学家亨特(Hunter M A )第一次制得纯度达99.9%的金属钛。
　　元素描述：
　　具有金属光泽，有延展性。密度4.5克/厘米3。熔点1660±10℃。沸点3287℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。钛的主要特点是密度小，机械强度大，容易加工。钛的塑性主要依赖于纯度。钛越纯，塑性越大。有良好的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响。在常温下，不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。
编辑本段元素来源：
　　钛属于稀有金属，在地壳中的丰度占第七位，有0.42%。用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿（FeTiO3）、金红石（TiO2）和钙钛矿等。矿石经处理得到易挥发的四氯化钛，再用镁还原而制得纯钛。
编辑本段元素用途：
　　钛的强度大，纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金，但钛合金的比强度（抗拉强度和密度之比）却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性，故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。现在已有用钛合金制造自动步枪，迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中，钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛，碳（氢）化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金，在装饰方面应用广泛。
　　钛和钛的合金大量用于航空工业，有"空间金属"之称；另外，在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。
编辑本段元素辅助资料：
　　钛的主要矿石是金红石TiO2和钛铁矿FeTiO3，它的发现也正是从这两种矿石的分析而来。早在1791年英国英格兰西南端康沃尔（Cornwall）郡门拉陈（Menacan）教区的牧师格累高尔，也是一位科学家，分析出产在他教区内的一种黑色矿砂，也就是今天成为钛铁矿的矿石时发现了一种新的金属物质并命名为menacenite。三年后，1795年，克拉普罗特分析了匈牙利布伊尼克（Boinik）地区出产的金红石，认识到它是一种新金属的氧化物，具有抵抗酸、碱溶液的特性，借用希腊神话中大地的第一代儿子们泰坦神族Titans，命名这个金属为titanium，元素符号定为Ti。两年后，克拉普罗特证实格累高尔发现的menacenite就是钛。
　　钛对于酸、碱具有较强的耐腐蚀性，已成为化工生产中重要的材料。
　　钛一般被认为是稀有金属，其实它在地壳中的含量相当大，比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大，甚至比氯、磷都大。
编辑本段中国钛矿地理分布
　　中国探明的钛资源分布在21个省（自治区、直辖市）共108个矿区（图3.5.1及表3.5.4）。主要产区为四川，次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等省（区）。
　　钛磁铁矿岩矿：主要矿床分布在四川省的攀枝花和红格，米易的白马，西昌的太和；河北省承德的大庙、黑山，丰宁的招兵沟，崇礼的南天门；山西省左权的桐峪；陕西省洋县的毕机沟；新疆的尾亚；河南省舞阳的赵案庄；广东省兴宁的霞岚；黑龙江省的呼玛；北京市昌平的上庄和怀柔的新地。其中四川省表内储量（TiO2 44256.32万t）占全国同类储量（TiO2 46522.83万t）的95.1％，河北省（TiO2 1544.46万t）占3.3％，陕西省占0.46％，山西省占0.35％。
　　金红石岩矿主要矿床分布在湖北省枣阳的大阜山；山西省代县的碾子沟；河南省新县的杨冲；山东省莱西县的刘家庄。其中湖北省金红石（TiO2）表内储量（534.43万t）占全国同类储量（750.86万t）的71.2％，山西省（154.79万t）占20.6％，陕西省（44.4万t）占5.9％。
编辑本段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。
编辑本段钛的冶炼
　　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
　　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摄氏度左右）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。
　　钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用。但在常温下，钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜，可以抵抗强酸甚至王水的作用，表现出强的抗腐蚀性。因此，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。
　　液态钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。
　　钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% 。同时，钛无磁性，不会被水雷发现，具有很好的反监护作用。
　　钛具有“亲生物“’性。在人体内，能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。
　　钛在人体中分布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg，其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强这一作用已被证实。
　　钛的化合物及用途
　　重要的钛化合物有：二氧化钛(TiO2)、四氯化钛(TiCl4)、偏钛酸钡(BaTiO3)。
　　纯净的二氧化钛是白色粉末，是优良的白色颜料，商品名称“钛白”。它兼有铅白(PbCO3)的遮盖性能和锌白（ZnO）的持久性能。因此，人们常把钛白加在油漆中，制成高级白色油漆；在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中；纺织工业
　　中作为人造纤维的消光剂；在玻璃、陶瓷、搪瓷工业上作为添加剂，改善其性能；在许多化学反应中用作催化剂。在化学工业日益发展的今天，二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品，有着很高的附加价值，前景十分诱人。
　　四氯化钛是一种无色液体；熔点250K、沸点409K，有制激性气味。它在水中或潮湿的空气中都极易水解，冒出大量的白烟。
　　TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
　　因此TiCl4在军事上作为人造烟雾剂，犹其是用在海洋战争中。在农业上，人们用TiCl4形成的浓雾地面，减少夜间地面热量的散失，保护蔬菜和农作物不受严寒、霜冻的危害。
　　将TiO2和BaCO3一起熔融制得偏钛酸钡：
　　TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2-
　　人工制得的BaTiO3具有高的介电常数，由它制成的电容器有较大的容量，更重要的是BaTiO3具有显著的“压电性能”，其晶体受压会产生电流，一通电，又会改变形状。人们把它置于超声波中，它受压便产生电流，通过测量电流强弱可测出超声波强弱。几乎所有的超声波仪器中都要用到它。随着钛酸盐的开发利用，它愈来愈广泛地用来制造非线性元件、介质放大器、电子计算机记忆元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等。
　　钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而，生产成本之高，使应用受到限制。我们相信在不久的将来，随着钛的冶炼技术不断改进和提高，钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展。
　　钛产品：
　　钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料,在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。　
　　类型：典化钛，工业纯钛， α 型钛， β 型钛， α +β型钛
编辑本段主要特性：
　　工业纯钛：工业纯钛的杂质含量较化学纯钛要多，因此其强度、硬度也稍高，其力学性能及化学性能与不锈钢相近，比起钛合金纯钛强度较好，在抗氧化性方面优于奥氏体不锈钢，但耐热性较差，TA1、TA2、TA3依次杂质含量增高，机械强度、硬度依次增强，但塑性韧性依次下降。
　　β 型钛：β型钛合金属可热处理强化，合金强度高、焊接性、压力加工性良好，但性能不稳定，且熔炼工艺复杂。
　　A、β钛板：0.5-4.0mm
　　B、眼镜板（纯钛）：0.8-8.0mm
　　C、标板（纯钛）：1 x 2m 厚度：0.5-20mm
　　D、电镀及其它行业用板（纯钛）：0.1-50mm
　　用途：电子、化工、钟表、眼镜、首饰、体育用品、机械设备、电镀设备、环保设备、高尔夫球及精密加工等行业。
　　
　　钛管规格：φ6-φ120mm 壁厚：0.3-3.0mm
　　钛管用途：环保设备、冷却管、钛发热管、电镀设备、戒指及各种精密电器用管等行业。
　　
　　A、β钛丝规格：φ0.8-φ6.0mm
　　B、眼镜钛丝规格：φ1.0-φ6.0mm专用钛丝
　　C、钛丝规格：φ0.2-φ8.0mm挂具专用
　　钛丝用途：军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等行业。
　　A、方棒规格：方条：8-12mm
　　B、磨光圆棒：φ4-φ60mm
　　C、毛棒、黑皮棒：φ6-φ120mm
　　钛棒用途：主要用于机械设备、电镀设备、医用、各种精密机件等行业。
　　【钛】
　　·基本信息库
　　中文名称：金属钛
　　英文名称：titanium
　　别名：钛粉；海绵钛粉
　　CAS No.：7440-32-6
　　分子式：Ti
　　分子量：47.90
　　危险标记： 8(易燃固体)
　　包装类别：O52
　　包装方法：螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶（罐）外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。
　　·理化性质库
　　主要成分：纯品
　　外观与性状：钛为银白色，粉末为深灰色或黑色发亮的无定形粉末，或硬的钢色立方结晶。
　　熔点(℃)：1720
　　沸点(℃)：3530
　　相对密度(水=1)：4.5
　　相对蒸气密度(空气=1)：
　　蒸气压(kPa)：
　　闪点：
　　燃烧热(kJ/mol)：
　　化合物在水中的溶解度(S):
　　引燃温度(℃)：460
　　爆炸上限%(V/V)：
　　爆炸下限%(V/V)：40mg/m3
　　稳定性和反应活性：稳定
　　危险特性：金属钛粉尘具有爆炸性，遇热、明火或发生化学反应会燃烧爆炸。其粉体化学活性很高, 在空气中能自燃。金属钛不仅能在空气中燃烧, 也能在二氧化碳或氮气中燃烧。高温时易与卤素、氧、硫、氮化合。
　　溶解性：不溶于水，溶于氢氟酸、硝酸、浓硫酸。
　　禁配物：氧、卤素、铝、强酸、强氧化剂、二氧化碳。
　　·应急处置库
　　皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
　　眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
　　吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
　　食入：饮足量温水，催吐。就医。
　　呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。
　　眼睛防护：戴安全防护眼镜。
　　身体防护：穿透气型防毒服。
　　手防护：戴防毒物渗透手套。
　　其他防护：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
　　泄漏应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移回收。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。使用无火花工具转移回收。
　　有害燃烧产物：氧化钛。
　　灭火方法：采用干粉、干砂灭火。严禁用水、泡沫、二氧化碳扑救。高热或剧烈燃烧时，用水扑救可能会引起爆炸。
　　·管理信息库
　　操作的管理：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴安全防护眼镜，穿透气型防毒服，戴防毒物渗透手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在氩气中操作处置。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
　　储存的管理：为安全起见，储存时常以不少于25％的水润湿、钝化。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃，相对湿度不超过80％。保持容器密封，严禁与空气接触。应与氧化剂、酸类、卤素等分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
　　运输的管理：运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。
　　废弃的管理：恢复材料的原状态，以便重新使用。
　　·毒理学资料库
　　急性毒性：金属钛、氧化钛和碳化钛属低毒类。大鼠一次气管内注入20－50mg二氧化钛和兔注入400 mg后肺部无特异反应。
　　亚急性和慢性毒性：大鼠气管内注入氢化钛后6和12个月，只见肺纤维化效应。大鼠吸入二氧化钛尘每天4次，每周5 d，历时13个月，停止吸入后7个月，肺无任何病理反应；但豚鼠反复吸入二氧化钛观察到纤维化效应和嗜酸性自细胞浸润。气管内注入金属钛无肺纤维化发生。大鼠气管内一次注入氢化钛、碳化钛、硼化钛和一氮化钛后观察到肺部轻度纤维化。大鼠吸入氢化钛16个月亦见轻度纤维化。
　　代谢：人体一般饮食中每日约摄入300μg钛，大部分从粪排出，其中约3%吸收入血液。进入体内的钛蓄积于脾、肾上腺、横纹肌、肺、皮肤及肝脏等部位。吸收入体内的钛主要由尿排出。正常人血浆中钛浓度约3μg/dl，尿钛浓度为10μg/L左右。
　　中毒机理：金属钛,氧化钛,碳化钛(titanium carbonide)等不溶性钛毒性低，口服吸收量少,不显示毒性反应。金属钛植入机体未见有病理反应。吸入钛的不溶性化合物，未见肺部有严重损害，其致纤维化作用甚微。用含钛饮水长期饲养动物未见对生长发育有影响，也未见肿瘤发生。
　　致癌性：大鼠肌肉注射溶于三辛素的钛金属粉，引起纤维肉瘤和淋巴肉瘤增加。注射有机钛，注射部位出现纤维肉瘤，发生肝细胞瘤和脾的恶性淋巴瘤。
　　燃爆危险：本品易燃，具刺激性。
　　·应急医疗库
　　主要用途及接触机会：钛用于制造特种钢、合金、钛陶瓷及玻璃纤维。金属钛也用于飞机、导弹制造及原子反应堆。还用于生产耐火材料、焊条、建筑材料和塑料等。上述工业中可接触金属钛，二氧化钛的粉尘和烟尘。四氯化钛及其部分水解物，还常夹杂氯及其氧化物。在机械处理金属钛过程中也接触钛氧化物的烟尘。
　　侵入途径：吸入、食入。
　　人体危害：吸入后对上呼吸道有刺激性，引起咳嗽、胸部紧束感或疼痛。长期吸入TiO2粉尘的工人，肺部无任何变化。在生产钛金属过程，接触四氯化钛及其水解产物对眼和上呼吸道粘膜有刺激作用。长期作用可形成慢性支气管炎。TiO2曾用作闪光灼伤的皮肤防护剂，未见产生接触性皮炎、变态反应和经皮吸收。100℃氯氮化钛的飞溅和吸入钛酸及氯氮化钛烟引起皮肤烧伤并致疤痕形成和咽、声带、气管粘膜充血，由于形成瘢痕引起喉狭窄。眼短期接触氯氮化钛引起结膜炎和角膜炎。此外，四氯化钛吸入可引起弥散性支气管内息肉。
　　处理原则：皮肤接触四氯化钛后应尽快用软纸或布擦掉，然后用水冲洗，防止四氯化钛遇水放出大量热及盐酸，加重及扩大灼伤范围。吸入四氯化钛应立即雾化吸入5％碳酸氢钠溶液，以中和四氯化钛水解产生的盐酸；吸氧、保持呼吸进通畅．安静休息，减少氧的消耗；早期给予足量糖皮质激素，并给抗生素预防继发感染及抗支气管痉挛药物、祛痰药对症治疗。严密观察，防治肺水肿。
　　预防措施：接触四氯化钛及其水解产物的工种，应注意皮肤、粘膜和呼吸道的防护。产生钛及其化合物粉尘的工作地点，亦须加强防尘措施。大量微小钛粉尘可着火爆炸，因此钛的生产、浇铸、加工应有良好通风防尘设施，及应有防火防爆设备。四氯化钛生产过程应尽量密闭，防止其烟气逸出及“跑、冒、滴、漏”。加强个人防护，四氯化钛生产设备开盖、清洗、维修时应截防毒面其、防护眼镜。穿防酸防护衣帽。定期对接触四氯化钛的生产工人进行休检，有慢性呼吸道疾病患者不能从事接触四氯化钛的工作。

信息来源：http://baike.baidu.com/view/402740.htm

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	等级：神功绝世文章：547 积分：6990 注册：2005-03-02	钛的基本知识钛金属，灰色，能在氮气中燃烧，熔点高。钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工业和航海工业。　　从发现钛元素到制得纯品，历时一百多年。而钛真正得到利用，认识其本来的真面目，则是20世纪40年代以后的事情了。　　地理表面十公里厚的地层中，含钛达千分之六，比铜多61倍。随便从地下抓起一把泥土，其中都含有千分之几的钛，世界上储量超过一千万吨的钛矿并不稀罕。　　海滩上有成亿吨的砂石，钛和锆这两种比砂石重的矿物，就混杂在砂石中，经过海水千百万年昼夜不停地淘洗，把比较重的钛铁矿和锆英砂矿冲在一起，在漫长的海岸边，形成了一片一片的钛矿层和锆矿层。这种矿层是一种黑色的砂子，通常有几厘米到几十厘米厚。　　钛没有磁性，用钛建造的核潜艇不必担心磁性水雷的攻击。　　1947年，人们才开始在工厂里冶炼钛。当年，产量只有2吨。1955年产量激增到2万吨。1972年，年产量达到了 20万吨。钛的硬度与钢铁差不多，而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半，钛虽然稍稍比铝重一点，它的硬度却比铝大2倍。现在，在宇宙火箭和导弹中，就大量用钛代替钢铁。据统计，目前世界上每年用于宇宙航行的钛，已达一千吨以上。极细的钛粉，还是火箭的好燃料，所以钛被誉为宇宙金属，空间金属。　　钛的耐热性很好，熔点高达1725℃。在常温下，钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中。就连最凶猛的酸——王水，也不能腐蚀它。钛不怕海水，有人曾把一块钛沉到海底，五年以后取上来一看，上面粘了许多小动物与海底植物，却一点也没有生锈，依旧亮闪闪的。　　现在，人们开始用钛来制造潜艇一——钛潜艇。由于钛非常结实，能承受很高的压力，这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行。　　发展历程　　钛元素发现于1789年，1908年挪威和美国开始用硫酸法生产钛白，1910年在试验室中第一次用钠法制得海绵钛，1948年美国杜邦公司才用镁法成吨生产海绵钛---这标志着海绵钛即钛工业化生产的开始。　　中国钛工业起步于20世纪50年代。1954，北京有色金属研究总院开始进行海绵钛制备工艺研究，1956年国家把钛当作战略金属列入了12年发展规划，1958年在抚顺铝厂实现了海绵钛工业试验，成立了中国第一个海绵钛生产车间，同时在沈阳有色金属加工厂成立了中国第一个钛加工材生产试验车间。　　20世纪60-70年代，在国家的统一规划下，先后建设了以遵义钛厂为代表的10余家海绵钛生产单位，建设了以宝鸡有色金属加工厂为代表的数家钛材加工单位，同时也形成了以北京有色金属研究总院为代表的科研力量，成为继美国、前苏联和日本之后的第四个具有完整钛工业体系的国家。　　1980年前后，我国海绵钛产量达到2800吨，然而由于当时大多数人对钛金属认识不足，钛材的高价格也限制了钛的应用，钛加工材的产量仅200吨左右，我国钛工业陷入困境。在这种情况下，由当时国务院副总理方毅同志倡导，朱镕基和袁宝华同志支持，于1982年7月成立了跨部委的全国钛应用推广领导小组，专门协调钛工业的发展事宜，促成了20世纪80年代至90年代初期我国海绵钛和钛加工材产销两旺、钛工业快速平稳发展的良好局面。　　综上所述，我国钛工业大致经历了三个发展期：即20世纪50年代的开创期，60-70年代的建设期和80-90年代的初步发展期。在新世纪，得益于国民经济的持续、快速发展，我国钛工业也进入了一个快速成长期。　　钛耐腐蚀，所以在化学工业上常常要用到它。过去，化学反应器中装热硝酸的部件都用不锈钢。不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸，每隔半年，这种部件就要统统换掉。现在，用钛来制造这些部件，虽然成本比不锈钢部件贵一些，但是它可以连续不断地使用五年，计算起来反而合算得多。　　在电化学中，钛是单向阀型金属，电位很负，通常无法用钛作为阳极进行分解。　　钛的最大缺点是难于提炼。主要是因为钛在高温下化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。因此，不论在冶炼或者铸造的时候，人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛。在冶炼钛的时候，空气与水当然是严格禁止接近的，甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用，因为钛会从氧化铝里夺取氧。现在，人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用，来提炼钛。　　人们利用钛在高温下化合能力极强的特点，在炼钢的时候，氮很容易溶解在钢水里，当钢锭冷却的时候，钢锭中就形成气泡，影响钢的质量。所以炼钢工人往钢水里加进金属钛，使它与氮化合，变成炉渣一—氮化钛，浮在钢水表面，这样钢锭就比较纯净了。　　当超音速飞机飞行时，它的机翼的温度可以达到500℃。如用比较耐热的铝合金制造机翼，一到二三百度也会吃不消，必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金而钛恰好能够满足这些要求。钛还能经得住零下一百多度的考验，在这种低温下，钛仍旧有很好的韧性而不发脆。　　利用钛和锆对空气的强大吸收力，可以除去空气，造成真空。比方，利用钛制成的真空泵，可以把空气抽到只剩下十万万万分之一。　　钛的氧化物——二氧化钛，是雪白的粉末，是最好的白色颜料，俗称钛白。以前，人们开采钛矿，主要目的便是为了获得二氧化钛。钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。特别可贵的是钛白无毒。它的熔点很高，被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。　　二氧化钛是世界上最白的东西， 1克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。世界上用作颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。二氧化钛可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。此外，为了使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。在橡胶工业上，二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。　　四氯化钛是种有趣的液体，它有股刺鼻的气味，在湿空气中便会大冒白烟——它水解了，变成白色的二氧化钛的水凝胶。在军事上，人们便利用四氯化钛的这股怪脾气，作为人造烟雾剂。特别是在海洋上，水气多，一放四氯化钛，浓烟就象一道白色的长城，挡住了敌人的视线。在农业上，人们利用四氟化钛来防霜。　　钛酸钡晶体有这样的特性：当它受压力而改变形状的时候，会产生电流，一通电又会改变形状。于是，人们把钛酸钡放在超声波中，它受压便产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱。相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。现在，几乎所有的超声波仪器中，都要用到钛酸钡。除此之外，钛酸钡还有许多用途。例如：铁路工人把它放在铁轨下面，来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器。用钛酸钡做的水底探测器，是锐利的水下眼睛，它不只能够看到鱼群，而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等。　　冶炼钛时，要经过复杂的步骤。把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的，还必须把它们在电炉中熔化成液体，才能铸成钛锭。但制造这种电炉又谈何容易！除了电炉的空气必须抽干净外，更伤脑筋的是，简直找不到盛装液态钛的坩埚，因为一般耐火材料部含有氧化物，而其中的氧就会被液态钛夺走。后来，人们终于发明了一种“水冷铜坩埚”的电炉。这种电炉只有中央一部分区域很热，其余部分都是冷的，钛在电炉中熔化后，流到用水冷却的铜坩埚壁上，马上凝成钛锭。用这种方法已经能够生产几吨重的钛块，但它的成本就可想而知了。　　元素名称：钛　　元素原子量：47.87 　　元素在海水中的含量:(ppm) 　　0.00048 　　元素在太阳中的含量:(ppm) 　　4 　　元素类型：金属　　核内质子数：22 　　核外电子数：22 　　核电核数：22 　　质子质量：3.6806E-26 　　质子相对质量：22.154 　　原子体积:(立方厘米/摩尔) 　　10.64 　　地壳中含量：（ppm）　　5600 　　以下为增加内容：　　氧化态：　　Main Ti+4 　　Other Ti-1, Ti0, Ti+2, Ti+3 　　所属周期：4 　　所属族数：IVB 　　摩尔质量：48 　　氢化物：TiH4 　　氧化物：TiO 　　最高价氧化物化学式：TiO2 　　密度：4.54g/cm3 　　熔点：1660.℃ 　　沸点：3287.0 ℃ 　　电离能 (kJ /mol) 　　M - M+ 658 　　M+ - M2+ 1310 　　M2+ - M3+ 2652 　　M3+ - M4+ 4175 　　M4+ - M5+ 9573 　　M5+ - M6+ 11516 　　M6+ - M7+ 13590 　　M7+ - M8+ 16260 　　M8+ - M9+ 18640 　　M9+ - M10+ 20830 　　外围电子排布：2 8 8 4 　　核外电子排布：2,8,10,2 　　晶体结构：晶胞为六方晶胞。　　晶胞参数：　　a = 295.08 pm 　　b = 295.08 pm 　　c = 468.55 pm 　　α = 90° 　　β = 90° 　　γ = 120° 　　莫氏硬度：6 　　声音在其中的传播速率：（m/S）5090 　　颜色和状态：银灰色金属　　原子半径：2 　　常见化合价：+2,+3,+4 　　发现人：格列高尔发现年代：1791年　　发现过程：　　钛是英国化学家格雷戈尔(Gregor R W ，1762—1817。)在1791年研究钛铁矿和金红石时发现的。四年后，1795年，德国化学家克拉普罗特(Klaproth M H ，1743—1817。)在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素。他主张采取为铀(1789年由克拉普罗特发现的)命名的方法，引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名叫“Titanium”。中文按其译音定名为钛。　　格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛，而不是金属钛。因为钛的氧化物极其稳定，而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等直接激烈地化合，所以单质钛很难制取。直到1910年才被美国化学家亨特(Hunter M A )第一次制得纯度达99.9%的金属钛。　　元素描述：　　具有金属光泽，有延展性。密度4.5克/厘米3。熔点1660±10℃。沸点3287℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。钛的主要特点是密度小，机械强度大，容易加工。钛的塑性主要依赖于纯度。钛越纯，塑性越大。有良好的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响。在常温下，不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。编辑本段元素来源：　　钛属于稀有金属，在地壳中的丰度占第七位，有0.42%。用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿（FeTiO3）、金红石（TiO2）和钙钛矿等。矿石经处理得到易挥发的四氯化钛，再用镁还原而制得纯钛。编辑本段元素用途：　　钛的强度大，纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金，但钛合金的比强度（抗拉强度和密度之比）却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性，故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。现在已有用钛合金制造自动步枪，迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中，钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛，碳（氢）化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金，在装饰方面应用广泛。　　钛和钛的合金大量用于航空工业，有"空间金属"之称；另外，在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。编辑本段元素辅助资料：　　钛的主要矿石是金红石TiO2和钛铁矿FeTiO3，它的发现也正是从这两种矿石的分析而来。早在1791年英国英格兰西南端康沃尔（Cornwall）郡门拉陈（Menacan）教区的牧师格累高尔，也是一位科学家，分析出产在他教区内的一种黑色矿砂，也就是今天成为钛铁矿的矿石时发现了一种新的金属物质并命名为menacenite。三年后，1795年，克拉普罗特分析了匈牙利布伊尼克（Boinik）地区出产的金红石，认识到它是一种新金属的氧化物，具有抵抗酸、碱溶液的特性，借用希腊神话中大地的第一代儿子们泰坦神族Titans，命名这个金属为titanium，元素符号定为Ti。两年后，克拉普罗特证实格累高尔发现的menacenite就是钛。　　钛对于酸、碱具有较强的耐腐蚀性，已成为化工生产中重要的材料。　　钛一般被认为是稀有金属，其实它在地壳中的含量相当大，比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大，甚至比氯、磷都大。编辑本段中国钛矿地理分布　　中国探明的钛资源分布在21个省（自治区、直辖市）共108个矿区（图3.5.1及表3.5.4）。主要产区为四川，次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等省（区）。　　钛磁铁矿岩矿：主要矿床分布在四川省的攀枝花和红格，米易的白马，西昌的太和；河北省承德的大庙、黑山，丰宁的招兵沟，崇礼的南天门；山西省左权的桐峪；陕西省洋县的毕机沟；新疆的尾亚；河南省舞阳的赵案庄；广东省兴宁的霞岚；黑龙江省的呼玛；北京市昌平的上庄和怀柔的新地。其中四川省表内储量（TiO2 44256.32万t）占全国同类储量（TiO2 46522.83万t）的95.1％，河北省（TiO2 1544.46万t）占3.3％，陕西省占0.46％，山西省占0.35％。　　金红石岩矿主要矿床分布在湖北省枣阳的大阜山；山西省代县的碾子沟；河南省新县的杨冲；山东省莱西县的刘家庄。其中湖北省金红石（TiO2）表内储量（534.43万t）占全国同类储量（750.86万t）的71.2％，山西省（154.79万t）占20.6％，陕西省（44.4万t）占5.9％。编辑本段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。编辑本段钛的冶炼　　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 　　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摄氏度左右）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。　　钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用。但在常温下，钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜，可以抵抗强酸甚至王水的作用，表现出强的抗腐蚀性。因此，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。　　液态钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。　　钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% 。同时，钛无磁性，不会被水雷发现，具有很好的反监护作用。　　钛具有“亲生物“’性。在人体内，能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。　　钛在人体中分布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg，其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强这一作用已被证实。　　钛的化合物及用途　　重要的钛化合物有：二氧化钛(TiO2)、四氯化钛(TiCl4)、偏钛酸钡(BaTiO3)。　　纯净的二氧化钛是白色粉末，是优良的白色颜料，商品名称“钛白”。它兼有铅白(PbCO3)的遮盖性能和锌白（ZnO）的持久性能。因此，人们常把钛白加在油漆中，制成高级白色油漆；在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中；纺织工业　　中作为人造纤维的消光剂；在玻璃、陶瓷、搪瓷工业上作为添加剂，改善其性能；在许多化学反应中用作催化剂。在化学工业日益发展的今天，二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品，有着很高的附加价值，前景十分诱人。　　四氯化钛是一种无色液体；熔点250K、沸点409K，有制激性气味。它在水中或潮湿的空气中都极易水解，冒出大量的白烟。　　TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl 　　因此TiCl4在军事上作为人造烟雾剂，犹其是用在海洋战争中。在农业上，人们用TiCl4形成的浓雾地面，减少夜间地面热量的散失，保护蔬菜和农作物不受严寒、霜冻的危害。　　将TiO2和BaCO3一起熔融制得偏钛酸钡：　　TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2- 　　人工制得的BaTiO3具有高的介电常数，由它制成的电容器有较大的容量，更重要的是BaTiO3具有显著的“压电性能”，其晶体受压会产生电流，一通电，又会改变形状。人们把它置于超声波中，它受压便产生电流，通过测量电流强弱可测出超声波强弱。几乎所有的超声波仪器中都要用到它。随着钛酸盐的开发利用，它愈来愈广泛地用来制造非线性元件、介质放大器、电子计算机记忆元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等。　　钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而，生产成本之高，使应用受到限制。我们相信在不久的将来，随着钛的冶炼技术不断改进和提高，钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展。　　钛产品：　　钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料,在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。　　　类型：典化钛，工业纯钛， α 型钛， β 型钛， α +β型钛编辑本段主要特性：　　工业纯钛：工业纯钛的杂质含量较化学纯钛要多，因此其强度、硬度也稍高，其力学性能及化学性能与不锈钢相近，比起钛合金纯钛强度较好，在抗氧化性方面优于奥氏体不锈钢，但耐热性较差，TA1、TA2、TA3依次杂质含量增高，机械强度、硬度依次增强，但塑性韧性依次下降。　　β 型钛：β型钛合金属可热处理强化，合金强度高、焊接性、压力加工性良好，但性能不稳定，且熔炼工艺复杂。　　A、β钛板：0.5-4.0mm 　　B、眼镜板（纯钛）：0.8-8.0mm 　　C、标板（纯钛）：1 x 2m 厚度：0.5-20mm 　　D、电镀及其它行业用板（纯钛）：0.1-50mm 　　用途：电子、化工、钟表、眼镜、首饰、体育用品、机械设备、电镀设备、环保设备、高尔夫球及精密加工等行业。　　　　钛管规格：φ6-φ120mm 壁厚：0.3-3.0mm 　　钛管用途：环保设备、冷却管、钛发热管、电镀设备、戒指及各种精密电器用管等行业。　　　　A、β钛丝规格：φ0.8-φ6.0mm 　　B、眼镜钛丝规格：φ1.0-φ6.0mm专用钛丝　　C、钛丝规格：φ0.2-φ8.0mm挂具专用　　钛丝用途：军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等行业。　　A、方棒规格：方条：8-12mm 　　B、磨光圆棒：φ4-φ60mm 　　C、毛棒、黑皮棒：φ6-φ120mm 　　钛棒用途：主要用于机械设备、电镀设备、医用、各种精密机件等行业。　　【钛】　　·基本信息库　　中文名称：金属钛　　英文名称：titanium 　　别名：钛粉；海绵钛粉　　CAS No.：7440-32-6 　　分子式：Ti 　　分子量：47.90 　　危险标记： 8(易燃固体) 　　包装类别：O52 　　包装方法：螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶（罐）外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。　　·理化性质库　　主要成分：纯品　　外观与性状：钛为银白色，粉末为深灰色或黑色发亮的无定形粉末，或硬的钢色立方结晶。　　熔点(℃)：1720 　　沸点(℃)：3530 　　相对密度(水=1)：4.5 　　相对蒸气密度(空气=1)：　　蒸气压(kPa)：　　闪点：　　燃烧热(kJ/mol)：　　化合物在水中的溶解度(S): 　　引燃温度(℃)：460 　　爆炸上限%(V/V)：　　爆炸下限%(V/V)：40mg/m3 　　稳定性和反应活性：稳定　　危险特性：金属钛粉尘具有爆炸性，遇热、明火或发生化学反应会燃烧爆炸。其粉体化学活性很高, 在空气中能自燃。金属钛不仅能在空气中燃烧, 也能在二氧化碳或氮气中燃烧。高温时易与卤素、氧、硫、氮化合。　　溶解性：不溶于水，溶于氢氟酸、硝酸、浓硫酸。　　禁配物：氧、卤素、铝、强酸、强氧化剂、二氧化碳。　　·应急处置库　　皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。　　眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。　　吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。　　食入：饮足量温水，催吐。就医。　　呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。　　眼睛防护：戴安全防护眼镜。　　身体防护：穿透气型防毒服。　　手防护：戴防毒物渗透手套。　　其他防护：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。　　泄漏应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移回收。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。使用无火花工具转移回收。　　有害燃烧产物：氧化钛。　　灭火方法：采用干粉、干砂灭火。严禁用水、泡沫、二氧化碳扑救。高热或剧烈燃烧时，用水扑救可能会引起爆炸。　　·管理信息库　　操作的管理：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴安全防护眼镜，穿透气型防毒服，戴防毒物渗透手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在氩气中操作处置。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。　　储存的管理：为安全起见，储存时常以不少于25％的水润湿、钝化。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃，相对湿度不超过80％。保持容器密封，严禁与空气接触。应与氧化剂、酸类、卤素等分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。　　运输的管理：运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。　　废弃的管理：恢复材料的原状态，以便重新使用。　　·毒理学资料库　　急性毒性：金属钛、氧化钛和碳化钛属低毒类。大鼠一次气管内注入20－50mg二氧化钛和兔注入400 mg后肺部无特异反应。　　亚急性和慢性毒性：大鼠气管内注入氢化钛后6和12个月，只见肺纤维化效应。大鼠吸入二氧化钛尘每天4次，每周5 d，历时13个月，停止吸入后7个月，肺无任何病理反应；但豚鼠反复吸入二氧化钛观察到纤维化效应和嗜酸性自细胞浸润。气管内注入金属钛无肺纤维化发生。大鼠气管内一次注入氢化钛、碳化钛、硼化钛和一氮化钛后观察到肺部轻度纤维化。大鼠吸入氢化钛16个月亦见轻度纤维化。　　代谢：人体一般饮食中每日约摄入300μg钛，大部分从粪排出，其中约3%吸收入血液。进入体内的钛蓄积于脾、肾上腺、横纹肌、肺、皮肤及肝脏等部位。吸收入体内的钛主要由尿排出。正常人血浆中钛浓度约3μg/dl，尿钛浓度为10μg/L左右。　　中毒机理：金属钛,氧化钛,碳化钛(titanium carbonide)等不溶性钛毒性低，口服吸收量少,不显示毒性反应。金属钛植入机体未见有病理反应。吸入钛的不溶性化合物，未见肺部有严重损害，其致纤维化作用甚微。用含钛饮水长期饲养动物未见对生长发育有影响，也未见肿瘤发生。　　致癌性：大鼠肌肉注射溶于三辛素的钛金属粉，引起纤维肉瘤和淋巴肉瘤增加。注射有机钛，注射部位出现纤维肉瘤，发生肝细胞瘤和脾的恶性淋巴瘤。　　燃爆危险：本品易燃，具刺激性。　　·应急医疗库　　主要用途及接触机会：钛用于制造特种钢、合金、钛陶瓷及玻璃纤维。金属钛也用于飞机、导弹制造及原子反应堆。还用于生产耐火材料、焊条、建筑材料和塑料等。上述工业中可接触金属钛，二氧化钛的粉尘和烟尘。四氯化钛及其部分水解物，还常夹杂氯及其氧化物。在机械处理金属钛过程中也接触钛氧化物的烟尘。　　侵入途径：吸入、食入。　　人体危害：吸入后对上呼吸道有刺激性，引起咳嗽、胸部紧束感或疼痛。长期吸入TiO2粉尘的工人，肺部无任何变化。在生产钛金属过程，接触四氯化钛及其水解产物对眼和上呼吸道粘膜有刺激作用。长期作用可形成慢性支气管炎。TiO2曾用作闪光灼伤的皮肤防护剂，未见产生接触性皮炎、变态反应和经皮吸收。100℃氯氮化钛的飞溅和吸入钛酸及氯氮化钛烟引起皮肤烧伤并致疤痕形成和咽、声带、气管粘膜充血，由于形成瘢痕引起喉狭窄。眼短期接触氯氮化钛引起结膜炎和角膜炎。此外，四氯化钛吸入可引起弥散性支气管内息肉。　　处理原则：皮肤接触四氯化钛后应尽快用软纸或布擦掉，然后用水冲洗，防止四氯化钛遇水放出大量热及盐酸，加重及扩大灼伤范围。吸入四氯化钛应立即雾化吸入5％碳酸氢钠溶液，以中和四氯化钛水解产生的盐酸；吸氧、保持呼吸进通畅．安静休息，减少氧的消耗；早期给予足量糖皮质激素，并给抗生素预防继发感染及抗支气管痉挛药物、祛痰药对症治疗。严密观察，防治肺水肿。　　预防措施：接触四氯化钛及其水解产物的工种，应注意皮肤、粘膜和呼吸道的防护。产生钛及其化合物粉尘的工作地点，亦须加强防尘措施。大量微小钛粉尘可着火爆炸，因此钛的生产、浇铸、加工应有良好通风防尘设施，及应有防火防爆设备。四氯化钛生产过程应尽量密闭，防止其烟气逸出及“跑、冒、滴、漏”。加强个人防护，四氯化钛生产设备开盖、清洗、维修时应截防毒面其、防护眼镜。穿防酸防护衣帽。定期对接触四氯化钛的生产工人进行休检，有慢性呼吸道疾病患者不能从事接触四氯化钛的工作。信息来源：http://baike.baidu.com/view/402740.htm 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2008-10-17

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