2011年钛行业调查研究报告

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1、第一章钛行业概述第一节钛的特性钛是一种金属元素，灰色，原子序数22，相对原子质量47.87。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。一.物理性质　　钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米（20℃），高于铝而低于铁、铜、镍。但比强度位于金属之首，是不锈钢的3倍，是铝合金的1.3倍。熔点1668±4℃沸点3260±20℃，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为0.38-0.4K。金属钛是顺磁性物质，导磁率为1.00004。钛具有可塑性，高纯钛的延伸率可

2、达50-60%，断面收缩率可达70-80%，但强度低，不宜作结构材料。钛中杂质的存在，对其机械性能影响极大，特别是间隙杂质（氧、氮、碳）可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的。二.化学性质1.常温环境下钛的化学活性很小，钛与氧气化合生成一层极薄致密的氧化膜，这层氧化膜常温下不与绝大多数强酸、强碱反应，只能与氢氟酸等少数几种物质发生反应，但温度增加时钛活性迅速增加。2.高温环境下钛的还原能力极强，能与氧、碳、氮以及其他许多元素化合，还能从部分金属氧化物（比如氧化铝）中夺取氧。在较高的温度下，

3、钛可与许多元素和化合物发生反应。钛的冶炼过程一般都在800℃以上的高温下进行，因此必须在真空中或在惰性气氛保护下操作。各种元素，按其与钛发生不同反应可分为四类：第一类：卤素和氧族元素与钛生成共价键与离子键化合物；第二类：过渡元素、氢、铍、硼族、碳族和氮族元素与钛生成金属间化物和有限固溶体；第三类：锆、铪、钒族、铬族、钪元素与钛生成无限固溶体；第四类：惰性气体、碱金属、碱土金属、稀土元素（除钪外），锕、钍等不与钛发生反应或基本上不发生反应。3.氟化氢及氟化物：氟化氢气体在加热时与钛发生反应生成四氟化钛，不含水的氟化氢液体可在钛表面上生成一层致密的四氟化钛膜，可防止氟化氢浸入钛的内

4、部。氢氟酸是钛的最强溶剂。即使是浓度为1%的氢氟酸，也能与钛发生激烈反应；无水的氟化物及其水溶液在低温下不与钛发生反应，仅在高温下熔融的氟化物与钛发生显著反应。　　4.氯化氢及氯化物：氯化氢气体能腐蚀金属钛，干燥的氯化氢在>300℃时与钛反应生成四氯化钛TiCl4；浓度<5%的盐酸在室温下不与钛反应，20%的盐酸在常温下与钛发生瓜在生成紫色的TiCl3；当温度长高时，即使稀盐酸也会腐蚀钛。各种无水的氯化物，如镁、锰、铁、镍、铜、锌、汞、锡、钙、钠和NH4离子及其水溶液，都不与钛发生反应，钛在这些氯化物中具有很好的稳定性。　　5.硫酸及硫化氢：钛与5%的硫酸有明显的反应，在常温下

5、，约40%的硫酸对钛的腐蚀速度最快，当浓度大于40%，达到60%时腐蚀速度反而变慢，80%又达到最快。加热的稀酸或50%的浓硫酸可与钛反应生成硫酸钛，加热的浓硫酸可被钛还原，生成二氧化硫。常温下钛与硫化氢反应，在其表面生成一层保护膜，可阻止硫化氢与钛的进一步反应。但在高温下，硫化氢与钛反应析出氢，粉末钛在600℃开始与硫化氢反应生成钛的硫化物，在900℃时反应产物主要为硫化钛TiS，1200℃时为三硫化二钛Ti2S3。　　6.硝酸及王水：致密的表面光滑的钛对硝酸具有很好的稳定性，这是由于硝酸能快速在钛表面生成一层牢固的氧化膜，但是表面粗糙，特别是海绵钛或粉末钛，可与次、热稀硝酸

6、发生反应，高于70℃的浓硝酸也可与钛发生反应；常温下，钛不与王水反应。温度高时，钛可与王水反应生成TiCl2。　　　25/25综上所述，钛的性质与温度及其存在形态、纯度有着极其密切的关系。致密的金属钛在自然界中是相当稳定的，但粉末钛在空气中可引起自燃。第二节钛矿物原料特点钛是地壳中分布最广的元素之一，占地壳重量的0.61％，列居第9位，而钛资源则仅次于铁、铝、镁而列居第4位。钛是典型的亲石元素，以氧化物矿物出现。地壳中含二氧化钛在1％以上的矿物有80余种，具有工业价值的有15种，它们既有原生的岩矿，也有次生的风化残坡积及沉积砂矿。其主要矿物为锐钛矿、板钛矿、钛铁矿、钙钛矿、金红

7、石、榍石及大部分铁矿石。这些矿物中，、目前只有金红石、钛铁矿和钛磁铁矿具有经济价值。一.金红石金红石是较纯的二氧化钛矿物，是提炼钛的优质矿物原料，但其在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石显微针状晶体常被包裹于石英、金云母、刚玉等晶体中，尤其在刚玉中呈六射星形分布形成星光红宝石和星光蓝宝石。金红石二氧化钛是一种性能优异的白色颜料，由于其出色的性能，如高遮盖力、高耐侯性、高光泽等，越来越受到涂