鈦白粉中鈦的用途

鈦白粉中鈦的用途

   1. 化合態
    正如第一部分所言，鈦在自然界主要以化合態存在。據統計，目前已知的含鈦礦石有近百種。其中，最主要的形態是金紅石（TiO2）和鈦鐵礦（FeTiO3），也只有這兩種礦石具有經濟價值。 

   但即使是這兩種礦物，它們的高濃度礦源仍是很難找。鐵鈦礦的重要礦源主要分布于澳洲西部、加拿大、中國、印度、莫桑比克、新西蘭、挪威及烏克蘭。北美洲及南非亦有大量開采金紅石，促使鈦金屬的年產量至9萬噸及二氧化鈦至430萬噸。據估計，鈦的貯藏量超過六億噸。

鈦鐵礦：

化學成分為FeTiO3、晶體屬三方晶系的氧化物礦物。英文名稱來源于最初發現本礦物的產地俄羅斯烏拉爾的伊爾門山，含二氧化鈦52.66%，是提取鈦和二氧化鈦的最主要礦物原料。

中國的鈦鐵礦儲量約為2億噸，占全球鈦鐵礦儲量的27.03%，居第一位。澳大利亞有1億6000萬噸的鈦鐵礦資源，占全球總鈦鐵礦22.9%，位列第二。

 
中國鈦資源主要集中在攀枝花地區，占80-90%，多以開采難度大的釩鈦磁鐵礦形態存在。雖然我國的鈦礦資源較為豐富，但是由于高品位的鈦礦資源不多，不能實現自給自足，每年都需要大量的進口。2017年，我國生產鈦精礦383萬噸，進口鈦精礦307萬噸，同比增長20.4%，測算下來，2017年我國鈦精礦表觀消費量為687萬噸，同比增長8.5%。


Fe2+與Mg2+、Mn2+間可相互替換，形成完全的類質同像，形成FeTiO3-MgTiO3或FeTiO3-MnTiO3系列。以FeO為主時稱鈦鐵礦，MgO為主時稱鎂鈦礦，MnO為主時稱紅鈦錳礦。
 

工業上首先用磨細的鈦鐵礦和硫酸（濃度≥80%，溫度343K-353K）在不斷通入空氣并且攪拌的條件下反應，制得可溶性硫酸鹽：

 FeTiO3+H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

 

由于這一反應是放熱的，反應劇烈時溫度可達473K。之后加入過量的水，使得TiO2+在近中性條件下水解：

 TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4

 

中國鈦白粉工業主要以硫酸法工藝為主，其研究和建廠起始于1955年，至今走過了60多年發展歷程。而全行業實質性的大發展是從1998年開始的，20年來，行業年產能由19.8萬噸，增加到2017年的320萬噸，年均增長率高達15%以上;產量也由1998年的14萬噸，增加到2017年的287萬噸，年均增長率達到16%以上。
 
    在產量上升的同時，鈦白粉的生產工藝也在不斷改善，既充分利用了資源，又保護了環境。比如，廣東惠云鈦業股份公司充分利用周邊的環境資源，實現了硫—鈦—鐵—鈣聯產，副產硫酸亞鐵一部分經脫水生產一水硫酸亞鐵后與硫鐵礦一起混合摻燒制硫酸，另一部分硫酸亞鐵用于制造凈水劑聚合硫酸鐵。

 

在廢酸利用方面，該公司有1/3的廢酸直接外銷給鋼鐵廠酸洗鋼材，其余利用當地石材加工廠的邊角料中和生產白石膏和紅石膏，紅石膏再經高壓壓濾后供水泥廠使用，剩余部分廢酸用于生產硫酸錳。企業生產過程中所排出的廢硫酸幾乎被吃干榨凈，鈦白粉生產成本也相應降低1000——1500元/噸。