一、二氧化鈦是什么原材料制成？

二氧化鈦材料的制備方法包括：

提供反應物，反應物包括獨立存在的鈦源和摻雜源，鈦源包括鈦元素，摻雜源包括稀土元素和過渡金屬元素；將鈦源和摻雜源制作為凝膠；使凝膠經(jīng)歷煅燒，以形成至少由稀土元素和過渡金屬元素共摻雜的二氧化鈦。

二、可以用鹽酸和鈦酸鈣反應制得二氧化鈦嗎？如果可以，是如何進行反應，需要什么條件

不可以，首先鹽酸最大濃度無法達到要求，其次，用硫酸制得的硫酸氧鈦是個易潮解物質(zhì)，加熱時候易分解，而二氯氧鈦是不活潑物質(zhì)，低溫水解不生成二氧化鈦

三、工業(yè)上如何制取鈦

當前鈦的生產(chǎn)方法當前鈦的生產(chǎn)采用金屬熱還原法，其是指利用金屬還原劑(R)與金屬氧化物或氯化物(MX)的反應制備金屬M。已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的鈦冶金方法為鎂熱還原法(Kroll法)和鈉熱還原法( Hunter 法)。

因為Hunter法比Kroll法生產(chǎn)成本高，所以目前在工業(yè)中廣泛應用的方法只有Kroll法。Kroll 法從1948年開發(fā)當初就因其成本高、還原效率低而受到批評。半個世紀過去了，該工藝并沒有根本的改變，仍然是間歇式生產(chǎn)，未能實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化。

金屬鈦生產(chǎn)方法的新動向世界鈦工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，盡管對Kroll 法和Hunter法進行了一系列的改進，但它們均是間歇操作，小的改進并不能大幅度降低鈦的價格。因此應開發(fā)新的、低成本的連續(xù)化工藝才能從根本上解決高生產(chǎn)成本這一問題。為此，研究人員進行了大量的實驗和研究。

當前研究的重點有以下幾種方法：電化學還原法為了降低成本，人們對金屬鈦直接除氧進行了研究。國外有人用電化學的方法使鈦中固溶氧的濃度降低到檢出界限(500 ppm)以下。他們認為在電化學除氧的過程中，除氧劑鈣在電解氯化鈣熔鹽時產(chǎn)生，O2-在陽極以CO2或CO的形式析出。這種新型高純化方法，不僅用于鈦的脫氧，而且適用于釔、釹等稀土金屬，并且可使氧含量降低到10ppm。

電化學的方法的工業(yè)化實驗的流程是：首先將二氧化鈦粉末用澆注或壓力成形，燒結(jié)后作陰極，以石墨為陽極，以CaCl2為熔鹽，在石墨或鈦坩堝中進行電解。所加電壓2.8V～3.2V，低于CaCl2的分解電壓( 3. 2V～3.3V)。電解一定時間后，陰極由白色變?yōu)榛疑赟EM下觀察， 0.25μm的TiO2轉(zhuǎn)變?yōu)?2μm的海綿鈦。以氯化鈣為熔鹽，最主要的原因是其價格低，并且對O2-具有一定的溶解度，使析出的鈦不易被氧化；另外， CaCl2無毒，對環(huán)境無污染。

與TiCl4熔鹽電解相比，此方法所用原料是氧化物而不是易揮發(fā)的氯化物，所以制備過程可以簡化，而且產(chǎn)品質(zhì)量高；不會發(fā)生鈦的各價離子間的氧化還原反應；陽極析出氣體為純氧氣(惰性陽極)或CO、CO2 的混合氣體 (石墨陽極)，易于控制，無污染。

該法不僅促進了陰極附近的還原反應，同時使還原得到的鈦脫氧。這種方法將氧化物的直接電解還原和電化學脫氧法相結(jié)合，是制備鈦的一種新型方法，成為鈦提取工藝中最引人注目的方法。根據(jù)2000年英國自然雜志發(fā)表論文的數(shù)據(jù)估算，采用該方法，每噸海綿鈦降低生產(chǎn)成本 13000美元左右，目前全球五六萬噸的總產(chǎn)量如果改由該電化學方法生產(chǎn)，每年將節(jié)省7.7億美元的生產(chǎn)成本。

Armstrong法Amstrong等對Hunter法進行改進，使之成為連續(xù)化生產(chǎn)工藝。其流程是：首先將TiCl4氣體注入過量熔融的鈉中，過量的鈉起冷卻還原產(chǎn)物并攜帶產(chǎn)物進入分離工序的作用。除去鈉和鹽即可得到產(chǎn)品鈦粉。產(chǎn)品中氧含量最低為0.2％，達到二級鈦的標準。對工藝略加改進，可生產(chǎn)VTi、AlTi合金。與 Hunter法相比，該方法的具有連續(xù)化生產(chǎn)、投資少、產(chǎn)品應用范圍廣、副產(chǎn)物分解為鈉和氯氣可循環(huán)利用的優(yōu)點。

該方法已經(jīng)接近了工業(yè)化生產(chǎn)，但仍然存在幾個問題，如怎樣進一步降低氧含量，產(chǎn)品成本如何等。

TiCl4電解還原法從電解工藝過程角度看，采用TiCl4電解法比Kroll 法和Hunter法均具有優(yōu)越性。因此，從Kroll開發(fā)熱還原法當初就有將鈦的冶煉過程轉(zhuǎn)變?yōu)殡娊夥ǖ南敕ā? TiCl4電解還原法是惟一一種曾經(jīng)被認為是可能取代Kroll工藝的方法，美國、前蘇聯(lián)、日本、法國、意大利、中國等都對其進行了長期和深入的研究。采用TiCl4電解還原法在技術上首先需要將TiCl4轉(zhuǎn)變位鈦 的低價氯化物且使之溶解于熔體中，同時，必須將陰極區(qū)和陽極區(qū)隔開和使電解槽密封。

標簽：制取工業(yè)如何