Свойства титана и титановых руд

Точка плавления 1671 °C, точка кипения 3260 °C, атомная плотность 5,71×1022 ат/см³. Пластичен, сваривается в инертной атмосфере.
Применяемый в промышленности технический титан содержит примеси кислорода, азота, железа, кремния и углерода, повышающие его прочность, снижающие пластичность и влияющие на температуру полиморфного превращения, которое происходит в интервале 865-920 °С. Для технического Титана марок ВТ1-00 и ВТ1-0 плотность около 4,32 г/см³, предел прочности 300-550 Мн/м² (30-55кгс/мм²), относительное удлинение не ниже 25%, твердость по Бринеллю 1150-1650 Мн/м² (115-165 кгс/мм²). Является парамагнетиком. Конфигурация внешней электронной оболочки атома Ti 3d24s2.

Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок.

При обычной температуре покрывается защитной пассивирующей пленкой оксида TiO₂, благодаря этому коррозионностоек в большинстве сред (кроме щелочной). Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки 400 °C.

Таблица 1.1 Физические свойства

Титан встречается в земной коре в виде диоксида, титанатов и сложных комплексных титанониобатов и силикотитанатов.

Известно около 70 минералов титана, наибольшее промышленное значение имеют рутил, ильменит, перовскит и сфен, являющиеся собственно титановыми минералами.

Рис.1.1 Ильменит            Рис.1.2 Рутил                        Рис.1.3 Титанит

Ильменит — титанат железа FeO·TiO2 наиболее распространенный минерал титана (рис.1.1). Впервые найден на Урале в Ильменских горах. Минерал бурого или буро-черного цвета. Плотность 4,56-5,21 г/см3. При длительном выветривании ильменит переходит в аризонит (Fe2O3·3TiO2) и лейкоксен (TiO2·nH2O). Это объясняет более высокое содержание TiO2 в некоторых ильменитах, чем это соответствует формуле FeO·TiO2(52,66%). Часто ильменит находится в тесной связи с магнетитом. Такие руды называют титаномагнетитами.

Рутил — природный диоксид титана (другие модификации — анатаз и брукит). Обычно содержит примесь оксида железа (II) FeO. Плотность 4,18-4,28 г/см3. Цвет большей частью красно-коричневый(рис.1.2). Крупные месторождения редки. Известны месторождения в Австралии, Канаде, Бразилии. Рутиловые концентраты содержат 90-95 % TiO2.

Титанит(сфен) — титаносиликат кальция CaO-TiO2-SiO2 (38,8% TiO2). Цвет желтый, плотность 3,4-3,56 г/см3(рис.1.3). Месторождения найдены во многих районах СССР, известны в США, Канаде и Мадагаскаре. Может служить титановым сырьем при комплексной добыче с другими рудами (апатитом и нефелином).