鈦礦

鈦是典型的親石元素，常以氧化物礦物出現。地殼中含TiO2在1%以上的礦物有80餘種，具有工業價值的有15種，我國主要利用的有鈦鐵礦、金紅石和鈦磁鐵礦等（表3.5.1）。它們既有原生的（岩礦），也有次生的（風化殘坡積及沉積砂礦）。

由於金屬鈦呈銀白色，具有熔點高(1727℃)、比重輕(4.5)、機械強度高(5)、耐低溫（超低溫下電阻率幾乎為0）、耐磨蝕、線鈦塑性良好（能薄壁化使用）、不易氧化、還原性強等特點；鈦的氧化物——二氧化鈦（鈦白），具有無毒、良好的物理化學穩定性（1000℃煅燒后不熔於任何酸和鹼）、折射指數高（2.55～2.70），以及很強的白度、著色力（1150～1650)、遮蓋力（40～50g/m2）、耐溫性、抗粉化等特徵，被稱為“顏料之王”。因此，鈦及其氧化物、合金產品是重要的塗料、新型結構材料、防腐材料，被譽為“繼鐵、鋁之後處於發展中第三金屬”和“戰略金屬”，也是“很有希望的金屬材料”，在航空、航天、艦船、軍工、冶金、化工、機械、電力、海水淡化、交通運輸、輕工、環境保護、醫療器械等領域，有著廣泛的應用，並創造了巨大的經濟效益和社會效益，在國民經濟發展中有其重要的地位和作用。

鈦原料主要用來生產鈦白（二氧化鈦）、金屬鈦(海綿鈦)、含鈦鋼以及焊條塗料。它們所佔的比例，我國和國外稍有不同。鈦白，我國佔88%，國外佔92.4%；金屬鈦(海綿鈦)，我國佔10%，國外佔5.3%；含鈦鋼及焊條塗料，我國佔2.0%，國外佔2.3%。

鈦白不僅是性能優異的白色顏料，而且是重要的化工原料。它廣泛用於塗料、油墨、塑料、橡膠、造紙和化纖工業。鈦白塗料，色彩鮮艷，色調純正；鈦白是紙張的高級填料，使紙張薄而不透明，白度高，光澤好，強度大和光滑好用。鈦白用於塑料工業，是不透明的著色劑；用於橡膠工業，使白色和淺色橡膠強度高，伸展率大，耐老化和不易褪色。它也是化學纖維的最佳消光材料，使透明的化纖具永久性消光效果，並可提高韌性。此外，還用於搪瓷、電器、電子原料等等方面。

鈦精礦經冶鍊成海綿鈦后，再鑄錠並製成工業純鈦和鈦合金鈦材。鈦和鈦合金鈦材主要用於航空和宇航部門。與合金鋼相比，鈦合金可使飛機重量減輕40%。其他如人造衛星外殼、飛船蒙皮、火箭發動機殼體、導彈等等，鈦合金都可大顯身手。非宇航部門使用工業純鈦和鈦合金主要在於發電站冷凝器、接觸海水裝置、化學裝置和一些機械工程等方面。尤其是海水淡化加熱器用鈦是鈦工業發展中劃時代事件。兵工部門將鈦主要用於艦船和兵器生產。

金屬鈦除主要用於生產工業純鈦和鈦合金外，另一用途是為鋼鐵工業生產鈦鐵合金和含鈦鋼。鈦在鋼中作為添加元素，可以改變鋼的性能。使鋼在同樣回火溫度下，具有更高的強度和硬度，或同樣硬度要求下，回火到更高的溫度。目前，我國含鈦鋼有高強度低合金鋼、結構鋼、不鏽鋼、耐熱合金、超高強度鋼和磁鋼等鋼種系列，廣泛用於汽車、船舶和石油鑽探等方面，已發展成為僅次於錳鋼的第二大鋼系。

主要含鈦礦物金紅石還是優質電焊條塗層不可缺少的原料。

1789年，英國業餘礦物學家格雷戈爾（William Gregor）神甫在其教區哥納瓦爾州的默納金山谷里的黑色磁性砂石（鈦鐵礦）中發現一種新的元素（鈦），當時命名為“默納金尼特”（Menaccanite）。

1795年，德國化學家克拉普羅特（M.H.Klaproth）在對岩石礦物作系統分析檢驗時發現一種新的金屬氧化物，即是現在的金紅石（TiO2）亦含有此新元素，他把此新元素以希臘神話中天地之子Titans(泰坦神）命名為鈦（Titanium）。“鈦”亦即是格雷戈爾所稱的“默納金尼特”。

我國鈦礦資源的地質勘查，主要是新中國成立后的50年代至60年代進行的，並相繼投入開發。我國鈦礦資源的深加工利用（生產鈦白、焊條塗料、海綿鈦、鈦金屬、鈦材等），則是從1954年由北京有色金屬研究院研製海綿鈦開始，1958年瀋陽有色金屬加工廠建成海綿鈦及鈦材加工車間投產，60年代末開始形成鈦工業體系（生產海綿鈦、鈦加工材等多種產品），至1997年，我國鈦工業已形成礦山-冶鍊-加工和科研-設計-生產-應用兩個相互關聯、比較完整的體系。我國是世界上鈦精礦、鍛軋鈦、鈦製品、鈦氧化物和銳鈦型鈦白顏料的出口國之一。

我國探明的鈦資源分佈在21個省（自治區、直轄市）共108個礦區，主要分佈在四川攀西、河北承德、雲南、海南、廣西和廣東，其中以四川儲量最大。

全國原生鈦鐵礦共有45處，主要分佈在四川攀西和河北承德，2011年我國原生鈦鐵礦儲量2.46億噸，是我國最主要的鈦礦資源。

鈦鐵砂礦資源有85處，主要分佈在海南、雲南、廣東、廣西等地，儲量500萬噸，也是我國重要的鈦礦資源。相比之下，金紅石礦資源較少，資源產地41處，主要分佈在河南、湖北和山西等地，儲量僅有200萬噸。

分佈情況