鈦（Titanium）是一種金屬化學(xué)元素，化學(xué)符號Ti，原子序數(shù)22，在化學(xué)元素周期表中位于第4周期、第IVB族。由格雷戈爾于1791年發(fā)現(xiàn)。是一種銀白色的過渡金屬，其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤，耐濕氯氣腐蝕。但鈦不能應(yīng)用于干氯氣中，即使是溫度0℃以下的干氯氣，也會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成四氯化鈦，再分解生成二氯化鈦，甚至燃燒。只有當(dāng)氯氣中的含水量高于0.5%的時候，鈦在其中才能保持可靠的穩(wěn)定性。α型鈦為六方晶系、β型鈦為立方晶系。轉(zhuǎn)變溫度為882.5℃。熔點(1660±10)℃，沸點3287℃，密度為4.506g/cm3。溶于稀酸，不溶于冷水和熱水。耐海水腐蝕性很強。已知的鈦的同位素有13種，包括鈦-41至鈦-53。其中鈦的穩(wěn)定同位素有鈦-46，鈦-47，鈦-48，鈦-49，鈦-50共五種，其余的同位素均有放射性。

鈦被認為是一種稀有金屬，這是由于在自然界中其存在分散并難以提取。但其相對豐富，在所有元素中居第十位。鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石，廣布于地殼及巖石圈之中。鈦亦同時存在于幾乎所有生物、巖石、水體及土壤中。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法或亨特法。鈦最常見的化合物是二氧化鈦，可用于制造白色顏料。其他化合物還包括四氯化鈦（TiCl4）（作催化劑和用于制造煙幕作空中掩護）及三氯化鈦（TiCl3）（用于催化聚丙烯的生產(chǎn)）。

發(fā)展歷史

鈦的發(fā)現(xiàn)

1、格雷戈爾（Reverend William Gregor，1762—1817）：1791年，鈦以含鈦礦物的形式在英格蘭的康沃爾郡被發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)者是英格蘭業(yè)余礦物學(xué)家格雷戈爾（Reverend William Gregor），當(dāng)時正業(yè)為負責(zé)康沃爾郡的克里特（Creed）教區(qū)的牧師。他在鄰近的馬納坎（Manaccan）教區(qū)中小溪旁找到了一些黑沙，后來他發(fā)現(xiàn)了那些沙會被磁鐵吸引，他意識到這種礦物（鈦鐵礦）包含著一種新的元素。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)沙里面有兩種金屬氧化物：氧化鐵（沙受磁鐵吸引的原因）及一種他無法辨識的白色金屬氧化物。意識到這種未被辨識的氧化物含有一種未被發(fā)現(xiàn)的金屬，格雷戈爾對康沃爾郡皇家地質(zhì)學(xué)會及德國的《化學(xué)年刊》發(fā)表了這次的發(fā)現(xiàn)。大約就在同時，米勒·馮·賴興斯泰因（Franz-Joseph Müller von Reichenstein）也制造出類似的物質(zhì)，但卻無法辨識它。

2、克拉普羅特（Martin Heinrich Klaproth，1743—1817）：1795年德國化學(xué)家克拉普羅特在分析匈牙利產(chǎn)的紅色金紅石時也發(fā)現(xiàn)了這種氧化物。他主張采取為鈾（1789年由克拉普羅特發(fā)現(xiàn)的）命名的方法，引用希臘神話中泰坦神族“Titanic”的名字給這種新元素起名叫“Titanium”。中文按其譯音定名為鈦。當(dāng)他聽聞到格雷戈爾較早前的發(fā)現(xiàn)之后，克拉普羅特取得了一些馬納坎礦物的樣本，并證實它含鈦。

3、亨特（Matthew A.Hunter）：格雷戈爾和克拉普羅特當(dāng)時所發(fā)現(xiàn)的鈦是粉末狀的二氧化鈦，而不是金屬鈦。因為鈦的氧化物極其穩(wěn)定，而且金屬鈦能與氧、氮、氫、碳等直接激烈地化合，所以單質(zhì)鈦很難制取。直到1910年才被美國化學(xué)家亨特第一次用鈉還原TiCl4制得純度達99.9%的金屬鈦。

國外發(fā)展歷程

1940年盧森堡科學(xué)家W.J.Kroll用鎂還原TiCl4制得了純鈦。從此，鎂還原法（又稱為克勞爾法）和鈉還原法（又稱為亨特法）成為生產(chǎn)海綿鈦的工業(yè)方法。美國在1948年用鎂還原法制出2噸海綿鈦，從此開始了鈦的工業(yè)化生產(chǎn)。

1947年，人們才開始在工廠里冶煉鈦。當(dāng)年，產(chǎn)量只有2噸。1955年產(chǎn)量激增到2萬噸。1972年，年產(chǎn)量達到了20萬噸。鈦的屈服強度比鋼鐵要高，而它的重量幾乎只有同體積的鋼鐵的一半，鈦雖然稍稍比鋁重一點，它的屈服強度卻比鋁大2倍。鈦的比強度高于鋁和鋼，比模量與鋁、鋼十分接近。在宇宙火箭和導(dǎo)彈中，就大量用鈦代替鋼鐵。由于鈦非常結(jié)實，能承受很高的壓力，所以人們開始用鈦來制造潛艇——鈦潛艇。這種潛艇可以在深達4500米的深海中航行。

據(jù)統(tǒng)計，世界上每年用于宇宙航行的鈦，已達一千噸以上。極細的鈦粉，還是火箭的好燃料，所以鈦被譽為宇宙金屬，空間金屬。

國內(nèi)發(fā)展歷程

中國鈦工業(yè)起步于20世紀50年代。1954年，北京有色金屬研究總院開始進行海綿鈦制備工藝研究，1956年中國把鈦當(dāng)作戰(zhàn)略金屬列入了12年發(fā)展規(guī)劃，1958年在撫順鋁廠實現(xiàn)了海綿鈦工業(yè)試驗，成立了中國第一個海綿鈦生產(chǎn)車間，同時在沈陽有色金屬加工廠成立了中國第一個鈦板帶加工材生產(chǎn)試驗車間。寶雞鈦材加工裝備、技術(shù)水平及生產(chǎn)能力均居全國第一，生產(chǎn)能力占全中國的60%左右，市場份額占中國國內(nèi)鈦加工材市場85%，占世界產(chǎn)量的22%，承擔(dān)著中國90%以上高端鈦材產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，號稱中國鈦谷。

20世紀60-70年代，在中國的統(tǒng)一規(guī)劃下，先后建設(shè)了以遵義鈦廠為代表的10余家海綿鈦生產(chǎn)單位；在1967年在洛陽銅加工廠成立了中國第一個鈦管棒加工材生產(chǎn)試驗車間和第二條鈦板帶材生產(chǎn)試驗車間，并為主承擔(dān)了當(dāng)時國內(nèi)第一艘核潛艇、第一艘導(dǎo)彈驅(qū)逐艦及航空用鈦材的試制開發(fā)任務(wù)，直到1972年寶雞有色金屬加工廠建成投產(chǎn)后，洛陽銅加工將工藝資料移交北京有色研究總院，按照冶金部的專業(yè)劃分，不再承擔(dān)鈦材料的開發(fā)試制工作；以北京有色研究總院、沈陽鋁鎂院、撫順鋁廠、沈陽有色金屬加工廠、東北輕合金加工廠、洛陽銅加工廠等單位為主，援建了寶雞有色金屬加工廠和寶雞貴金屬所，從此按照行業(yè)劃分，以寶雞有色金屬加工廠和寶雞貴金屬所為主，承擔(dān)了國內(nèi)大部分鈦加工材料的生產(chǎn)開發(fā)試制工作。同時中國也成為繼美國、前蘇聯(lián)和日本之后的第四個具有完整鈦工業(yè)體系的國家。

1980年前后，中國海綿鈦產(chǎn)量達到2800噸，然而由于當(dāng)時大多數(shù)人對鈦金屬認識不足，鈦材的高價格也限制了鈦的應(yīng)用，鈦加工材的產(chǎn)量僅200噸左右，中國鈦工業(yè)陷入困境。在這種情況下，由當(dāng)時國務(wù)院副總理方毅同志倡導(dǎo)，朱镕基和袁寶華同志支持，于1982年7月成立了跨部委的全國鈦應(yīng)用推廣領(lǐng)導(dǎo)小組，專門協(xié)調(diào)鈦工業(yè)的發(fā)展事宜，促成了20世紀80年代至90年代初期中國海綿鈦和鈦加工材產(chǎn)銷兩旺、鈦工業(yè)快速平穩(wěn)發(fā)展的良好局面。

2011年是中國“十二五”規(guī)劃的第一年，在這一年里，中國海綿鈦和鈦加工材的產(chǎn)量繼續(xù)慣性增長。根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會統(tǒng)計，國內(nèi)14家海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)2011年總產(chǎn)量為64952t，同比增加了12.4%。根據(jù)30家企業(yè)的統(tǒng)計，2011年中國共生產(chǎn)鈦加工材50962t，同比增長33.0%。

2014年9月，中國第一爐“電子級低氧超高純鈦”已在浙江省余姚市成功研發(fā)投產(chǎn)，一舉打破了中國國外的壟斷。低氧超高純鈦主要應(yīng)用在半導(dǎo)體用濺射靶材、航空航天、海洋石油等核心工業(yè)領(lǐng)域，戰(zhàn)略意義重大。作為高端戰(zhàn)略性金屬材料，美日政府嚴格限制對中國的出口。中國在超高純鈦領(lǐng)域經(jīng)常要看美日的“臉色”。寧波創(chuàng)潤新材料有限公司"年產(chǎn)250噸電子級低氧超高純鈦項目"的投產(chǎn)，填補了中國高端鈦材的技術(shù)空白，意味著中國已具備低氧超高純鈦的自主生產(chǎn)能力，實現(xiàn)了這一戰(zhàn)略金屬的獨立自給，徹底擺脫了對國外的依賴。壟斷打破后，直接受益的就是航空航天領(lǐng)域。

衡量一個國家鈦工業(yè)規(guī)模有兩個重要指標：海綿鈦產(chǎn)量和鈦材產(chǎn)量，其中海綿鈦產(chǎn)量反映原料生產(chǎn)能力，鈦材產(chǎn)量反映的是深加工能力。鈦工業(yè)已形成中國、美國、獨聯(lián)體、日本和歐洲五大生產(chǎn)和消費主體。

綜上所述，中國鈦工業(yè)大致經(jīng)歷了三個發(fā)展期：即20世紀50年代的開創(chuàng)期，60-70年代的建設(shè)期和80-90年代的初步發(fā)展期。在新世紀，得益于國民經(jīng)濟的持續(xù)、快速發(fā)展，中國鈦工業(yè)也進入了一個快速成長期。

物質(zhì)結(jié)構(gòu)

鈦的原子序數(shù)為22，核外電子數(shù)共有22個，其電子構(gòu)型為1s22s22p?3s23p?3d24s2（[Ar]3d24s2）。鈦單質(zhì)有兩種同素異構(gòu)體：α-Ti和β-Ti。α-Ti是六方晶系，原子堆積方式為六方密堆積，原子空間利用率為74％。β-Ti為立方晶格，原子堆積方式為體心立方密堆積，原子空間利用率為68％。另外，當(dāng)鈦晶體中出現(xiàn)少量的缺陷時會影響晶體的性質(zhì)，如機械強度、導(dǎo)電性等。

物理性質(zhì)

鈦具有金屬光澤，有延展性。聲音在其中的傳播速率為5090m/s。鈦的主要特點是密度小、機械強度大、容易加工。

新型鈦合金耐熱性能好，可在600℃或更高的溫度下長期使用。

鈦合金的耐低溫性能好，鈦合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn），TC4（Ti-6Al-4V）和Ti-2.5Zr-1.5Mo等為代表的低溫鈦合金，其強度隨溫度的降低而提高，但塑性變化卻不大。在-196-253℃低溫下保持較好的延性及韌性，避免了金屬冷脆性，是低溫容器，貯箱等設(shè)備的理想材料。

金屬鈦的抗阻尼性能強，受到機械振動、電振動后，與鋼、銅金屬相比，其自身振動衰減時間最長。利用鈦的這一性能可作音叉、醫(yī)學(xué)上的超聲粉碎機振動元件和高級音響揚聲器的振動薄膜等。

鈦是鋼與合金中重要的合金元素，但比強度位于金屬之首。熔點1668℃，熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子，沸點3260±20℃，汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子，臨界溫度4350℃，臨界壓力1130大氣壓。鈦的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性能較差，近似或略低于不銹鋼，鈦具有超導(dǎo)性，純鈦的超導(dǎo)臨界溫度為0.38-0.4K。在25℃時，鈦的熱容為0.126卡/克原子·度，熱焓1149卡/克原子，熵為7.33卡/克原子·度。

鈦具有可塑性，高純鈦的延伸率可達50-60%，斷面收縮率可達70-80%，但收縮強度低（即收縮時產(chǎn)生的力度）。鈦中雜質(zhì)的存在，對其機械性能影響極大，特別是間隙雜質(zhì)（氧、氮、碳）可大大提高鈦的強度，顯著降低其塑性。鈦作為結(jié)構(gòu)材料所具有的良好機械性能，就是通過嚴格控制其中適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)含量和添加合金元素而達到的。

純鈦是無磁性金屬，在很大的磁場中也難以被磁化，無毒且與人體組織及血液有好的相溶性，所以被醫(yī)療界采用。鈦合金是順磁性物質(zhì)，導(dǎo)磁率為1.00004。

鈦的抗拉強度與其屈服強度接近說明了其屈強比（抗拉強度/屈服強度）高，表示了金屬鈦材料在成形時塑性變形差。由于鈦的屈服極限與彈性模量的比值大，使鈦成型時的回彈能力大。

金屬鈦的導(dǎo)熱系數(shù)雖然比碳鋼和銅低，但由于鈦優(yōu)異的耐腐蝕性能，所以壁厚可以大大減薄，而且表面與蒸汽的換熱方式為滴狀冷凝，減少了熱阻，鈦表面不結(jié)垢也可減少熱阻，使鈦的換熱性能顯著提高。

鈦的彈性模量在常溫時為106.4GPa，為鋼的57%。

下面是鈦的電離能數(shù)據(jù)（單位：kJ/mol）

M - M 658

M - M2 1310

M2 - M3 2652

M3 - M4 4175

M4 - M5 9573

M5 - M6 11516

M6 - M7 13590

M7 - M8 16260

M8 - M9 18640

M9 - M10 20830

晶胞參數(shù)：

a = 295.08 pm

b = 295.08 pm

c = 468.55 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)反應(yīng)

鈦是一種化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷慕饘?，但熔點高達1668℃。鈦在較高的溫度下，還可與許多元素和化合物發(fā)生反應(yīng)。按其與鈦發(fā)生不同反應(yīng)可分為以下四類：

第一類：鹵素和氧族元素與鈦生成共價鍵與離子鍵化合物；

第二類：過渡元素、氫、鈹、硼族、碳族和氮族元素與鈦生成金屬間化物和有限固溶體；

第三類：鋯、鉿、釩族、鉻族、鈧元素與鈦生成無限固溶體；

第四類：惰性氣體、堿金屬、堿土金屬、稀土元素（除鈧外），錒、釷等不與鈦發(fā)生反應(yīng)或基本上不發(fā)生反應(yīng)。與化合物HF和氟化物氟化氫氣體在加熱時與鈦發(fā)生反應(yīng)生成TiF4，反應(yīng)式為

Ti 4HF=TiF4 2H2 135.0千卡

鈦有良好的抗腐蝕性能，不受大氣和海水的影響。在常溫下，不會被7%以下鹽酸、5%以下硫酸、硝酸、王水或稀堿溶液所腐蝕；只有氫氟酸、濃鹽酸、濃硫酸等才可對它作用。不含水的氟化氫液體只可在鈦表面上生成一層致密的四氟化鈦膜，可防止HF浸入鈦的內(nèi)部。氫氟酸是鈦的最強溶劑。即使是濃度為1%的氫氟酸，也能與鈦發(fā)生激烈反應(yīng)：

2Ti 6HF=2TiF3 3H2

無水的氟化物及其水溶液在低溫下不與鈦發(fā)生反應(yīng)，僅在高溫下熔融的氟化物與鈦發(fā)生顯著反應(yīng)。HCl和氯化物氯化氫氣體能腐蝕金屬鈦，干燥的氯化氫在＞300℃時與鈦反應(yīng)生成TiCl4：

Ti 4HCl=TiCl4 2H2 94.75千卡

濃度＜5%的鹽酸在室溫下不與鈦反應(yīng)，20%的鹽酸在常溫下與鈦發(fā)生反應(yīng)生成紫色的TiCl3：

2Ti 6HCl=2TiCl3 3H2

當(dāng)溫度長高時，即使稀鹽酸也會腐蝕鈦。各種無水的氯化物，如鎂、錳、鐵、鎳、銅、鋅、汞、錫、鈣、鈉、鋇和NH4 離子及其水溶液，都不與鈦發(fā)生反應(yīng)，鈦在這些氯化物中具有很好的穩(wěn)定性。硫酸和硫化氫鈦與5%的硫酸有明顯的反應(yīng)，在常溫下，約40%的硫酸對鈦的腐蝕速度最快，當(dāng)濃度大于40%，達到60%時腐蝕速度反而變慢，80%又達到最快。加熱的稀酸或50%的濃硫酸可與鈦反應(yīng)生成硫酸鈦：

Ti H2SO4=TiSO4 H2

2Ti 3H2SO4=Ti2(SO4)3 3H2

加熱的濃硫酸可被鈦還原，生成SO2：

2Ti 6H2SO4=Ti2(SO4)3 3SO2 6H2O 202千卡

常溫下鈦與硫化氫反應(yīng)，在其表面生成一層保護膜，可阻止硫化氫與鈦的進一步反應(yīng)。但在高溫下，硫化氫與鈦反應(yīng)析出氫：

Ti H2S=TiS H2 70千卡

粉末鈦在600℃開始與硫化氫反應(yīng)生成鈦的硫化物，在900℃時反應(yīng)產(chǎn)物主要為TiS，1200℃時為Ti2S3。硝酸和王水致密的表面光滑的鈦對硝酸具有很好的穩(wěn)定性，這是由于硝酸能快速在鈦表面生成一層牢固的氧化膜，但是表面粗糙，特別是海綿鈦或粉末鈦，可與次、熱稀硝酸發(fā)生反應(yīng)：

3Ti 4HNO3 4H2O=3H4TiO4 4NO

3Ti 4HNO3 H2O=3H2TiO3 4NO

高于70℃的濃硝酸也可與鈦發(fā)生反應(yīng)：

Ti 8HNO3=Ti(NO3)4 4NO2 4H2O

常溫下，鈦不與王水反應(yīng)。溫度高時，鈦可與王水反應(yīng)生成TiCl2。

綜上所述，鈦的性質(zhì)與溫度及其存在形態(tài)、純度有著極其密切的關(guān)系。致密的金屬鈦在自然界中是相當(dāng)穩(wěn)定的，但是，粉末鈦在空氣中可引起自燃。鈦中雜質(zhì)的存在，顯著的影響鈦的物理、化學(xué)性能、機械性能和耐腐蝕性能。特別是一些間隙雜質(zhì)，它們可以使鈦晶格發(fā)生畸變，而影響鈦的各種性能。常溫下鈦的化學(xué)活性很小，能與氫氟酸等少數(shù)幾種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但溫度增加時鈦的活性迅速增加，特別是在高溫下鈦可與許多物質(zhì)發(fā)生劇烈反應(yīng)。鈦的冶煉過程一般都在800℃以上的高溫下進行，因此必須在真空中或在惰性氣氛保護下操作。金屬鈦在高溫環(huán)境中的還原能力強，能與氧、碳、氮以及其他許多元素化合，還能從部分金屬氧化物（比如氧化鋁）中奪取氧。常溫下鈦與氧氣化合生成一層極薄致密的氧化膜，這層氧化膜常溫下不與硝酸，稀硫酸，稀鹽酸反應(yīng)，以及酸中之王——王水。它與氫氟酸、濃鹽酸、濃硫酸反應(yīng)。

在電化學(xué)中，鈦是單向閥型金屬，電位很負，通常無法用鈦作為陽極進行分解。

人們利用鈦在高溫下化合能力強的特點，在煉鋼的時候，氮很容易溶解在鋼水里，當(dāng)鋼錠冷卻的時候，鋼錠中就形成氣泡，影響鋼的質(zhì)量。所以煉鋼工人往鋼水里加進金屬鈦，使它與氮化合，變成爐渣——氮化鈦，浮在鋼水表面，這樣鋼錠就比較純凈了。

當(dāng)超音速飛機飛行時，它的機翼的溫度可以達到500℃。如用比較耐熱的鋁合金制造機翼，一到二三百度也會吃不消，必須有一種又輕、又韌、又耐高溫的材料來代替鋁合金而鈦恰好能夠滿足這些要求。鈦還能經(jīng)得住零下一百多度的考驗，在這種低溫下，鈦仍舊有很好的韌性而不發(fā)脆。

鈦吸氣主要指高溫下與碳、氫、氮、氧發(fā)生反應(yīng)。利用鈦和鋯對空氣的強大吸收力，可以除去空氣，造成真空。比方，利用鈦制成的真空泵，可以把空氣抽到只剩下十萬億分之一。

鈦的最大缺點是難以提煉。主要是因為鈦在高溫下化合能力強，可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。因此，不論在冶煉或者鑄造的時候，人們都小心地防止這些元素“侵襲”鈦。在冶煉鈦的時候，空氣與水當(dāng)然是嚴格禁止接近的，甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用，因為鈦會從氧化鋁里奪取氧。人們利用鎂與四氯化鈦在惰性氣體——氦氣或氬氣中相作用，來提煉鈦。

鈦的化合物

鈦的氧化物為二氧化鈦，是鈦的最高價氧化物。天然TiO2是金紅石，純凈的TiO2是雪白的粉末，是最好的白色顏料，俗稱鈦白，冷時為白色，熱時呈淺黃色。以前，人們開采鈦礦，主要目的便是為了獲得二氧化鈦。鈦白的粘附力強，不易起化學(xué)變化，永遠是雪白的，是良好的白色涂料，它折射率高，著色力強，遮蓋力大，化學(xué)性能穩(wěn)定。其他白色涂料，如鋅白ZnO和鉛白2PbCO3·Pb(OH)2等，不具有鈦白的這些優(yōu)良性能。特別可貴的是鈦白無毒。它的熔點很高，被用來制造耐火玻璃，釉料，琺瑯、陶土、耐高溫的實驗器皿等。

二氧化鈦是世界上最白的東西，1克二氧化鈦可以把450多平方厘米的面積涂得雪白。它比常用的白顏料——鋅鋇白還要白5倍，因此是調(diào)制白油漆的最好顏料。世界上用作顏料的二氧化鈦，一年多到幾十萬噸。二氧化鈦可以加在紙里，使紙變白并且不透明，效果比其他物質(zhì)大10倍，因此，鈔票紙和美術(shù)品用紙就要加二氧化鈦。此外，為了使塑料的顏色變淺，使人造絲光澤柔和，有時也要添加二氧化鈦。在橡膠工業(yè)上，二氧化鈦還被用作為白色橡膠的填料。

鈦的氫化物是氫化鈦。氫化鈦很脆，因而可用于制造粉末鈦，它還用于焊接，二氫化鈦受熱分解，析出新生態(tài)氫和金屬鈦，后者可促進焊接，并使焊縫強度增加?？捎米骶酆戏磻?yīng)之催化劑。

四氯化鈦非常有趣，它在通常狀況下為無色液體（熔點-25℃，沸點136.4℃），有刺鼻氣味，在濕空氣中便會大冒白煙——它水解了，變成白色的二氧化鈦的水凝膠。在水中則強烈水解為偏鈦酸H2TiO3。在軍事上，人們便利用四氯化鈦的這股怪脾氣，作為人造煙霧劑。特別是在海洋上，水氣多，一放四氯化鈦，濃煙就象一道白色的長城，擋住了敵人的視線。在農(nóng)業(yè)上，人們利用四氟化鈦來防霜。

TiCl3是紫色晶體，其水溶液可用做還原劑。Ti3 比Sn2 有更強的還原性。

鈦酸鋇晶體有這樣的特性：當(dāng)它受壓力而改變形狀的時候，會產(chǎn)生電流，一通電又會改變形狀。于是，人們把鈦酸鋇放在超聲波中，它受壓便產(chǎn)生電流，由它所產(chǎn)生的電流的大小可以測知超聲波的強弱。相反，用高頻電流通過它，則可以產(chǎn)生超聲波。幾乎所有的超聲波儀器中，都要用到鈦酸鋇。除此之外，鈦酸鋇還有許多用途。例如：鐵路工人把它放在鐵軌下面，來測量火車通過時候的壓力；醫(yī)生用它制成脈搏記錄器。用鈦酸鋇做的水底探測器，是銳利的水下眼睛，它不只能夠看到魚群，而且還可以看到水底下的暗礁、冰山和敵人的潛水艇等。

冶煉方法

制取金屬鈦的原料主要為金紅石，其中含TiO2大于96%。缺少金紅石礦的國家，例如蘇聯(lián)，則采用鈦鐵礦制成的"高鈦渣"，其中含TiO290%左右。因天然金紅石漲價和儲量日減，各國都趨向于用鈦鐵礦制成富鈦料，即高鈦渣和人造金紅石。鈦在1791年被發(fā)現(xiàn)，而第一次制得純凈的鈦卻是在1910年，中間經(jīng)歷了一百余年。原因在于：鈦在高溫下性質(zhì)十分活潑，很易和氧、氮、碳等元素化合，要提煉出純鈦需要十分苛刻的條件。

冶煉鈦時，要經(jīng)過復(fù)雜的步驟。把鈦鐵礦變成四氯化鈦，再放到密封的不銹鋼罐中，充以氬氣，使它們與金屬鎂反應(yīng)，就得到“海綿鈦”。這種多孔的“海綿鈦”是不能直接使用的，還必須把它們在電爐中融化成液體，才能鑄成鈦錠。但制造這種電爐又談何容易！除了電爐的空氣必須抽干凈外，更傷腦筋的是，簡直找不到盛裝液態(tài)鈦的坩堝，因為一般耐火材料都含有氧化物，而其中的氧就會被液態(tài)鈦奪走。后來，人們終于發(fā)明了一種“水冷銅坩堝”的電爐。這種電爐只有中央一部分區(qū)域很熱，其余部分都是冷的，鈦在電爐中熔化后，流到用水冷卻的銅坩堝壁上，馬上凝成鈦錠。用這種方法已經(jīng)能夠生產(chǎn)幾噸重的鈦塊，但它的成本就可想而知了。

工業(yè)上常用硫酸分解鈦鐵礦的方法制取二氧化鈦，再由二氧化鈦制取金屬鈦。濃硫酸處理磨碎的鈦鐵礦（精礦），發(fā)生下面的化學(xué)反應(yīng)：

FeTiO3 3H2SO4 = Ti(SO4)2 FeSO4 3H2O

FeTiO3 2H2SO4 = TiOSO4 FeSO4 2H2O

FeO H2SO4 = FeSO4 H2O

Fe2O3 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 3H2O

為了除去雜質(zhì)Fe2(SO4)3，加入鐵屑，F(xiàn)e3 還原為Fe2 ，然后將溶液冷卻至273K以下，使得FeSO4·7H2O（綠礬）作為副產(chǎn)品結(jié)晶析出。

Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸沉淀，反應(yīng)是：

Ti(SO4)2 H2O = TiOSO4 H2SO4

TiOSO4 2H2O = H2TiO3 H2SO4

鍛燒偏鈦酸即制得二氧化鈦：

H2TiO3= TiO2 H2O

工業(yè)上制金屬鈦采用金屬熱還原法還原四氯化鈦。將TiO2（或天然的金紅石）和炭粉混合加熱至1000～1100K，進行氯化處理，并使生成的TiCl4，蒸氣冷凝。

TiO2 2C 2Cl2=TiCl4 2CO

在1070K用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得多孔的海綿鈦：

TiCl4 2Mg=2MgCl2 Ti

這種海綿鈦經(jīng)過粉碎、放入真空電弧爐里熔煉，最后制成各種鈦材。

也可以通過反應(yīng)：Ti 2CI2=TiCI4

得到的TiCI4經(jīng)過高溫（1250℃左右）情況下分解：

TiCI4=Ti 2CI2

由此得到純鈦棒。

金屬鎂還原四氯化鈦。按摩爾比將四氯化鈦在惰性氣體中用金屬鎂還原，反應(yīng)溫度控制在900℃左右，可制得海綿狀鈦。副產(chǎn)品氯化鎂可通過在1.33×10-2～1.33×10-4Pa真空、加熱1000℃的條件下從鈦中分離出來。

鈦的應(yīng)用

鈦合金的應(yīng)用

鈦耐腐蝕，所以在化學(xué)工業(yè)上常常要用到它。過去，化學(xué)反應(yīng)器中裝熱硝酸的部件都用不銹鋼。不銹鋼也怕那強烈的腐蝕劑——熱硝酸，每隔半年，這種部件就要統(tǒng)統(tǒng)換掉。用鈦來制造這些部件，雖然成本比不銹鋼部件貴一些，但是它可以連續(xù)不斷地使用五年，計算起來反而合算得多。

鈦和鈦的合金大量用于航空工業(yè)，有"空間金屬"之稱；另外，在造船工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、制造機械部件、電訊器材、硬質(zhì)合金等方面有著日益廣泛的應(yīng)用。純鈦是銀白色的金屬，它具有許多優(yōu)良性能。鈦的密度比鋼小43%，比久負盛名的輕金屬鎂稍大一些。鈦的強度大，純鈦抗拉強度最高可達180kg/mm2，與鋼相差不多，比鋁大兩倍，比鎂大五倍。鈦耐高溫，熔點1942K，比黃金高近1000K，比鋼高近500K。有些鋼的強度高于鈦合金，但鈦合金的比強度（抗拉強度和密度之比）卻超過優(yōu)質(zhì)鋼。鈦合金有好的耐熱強度、低溫韌性和斷裂韌性，故多用作飛機發(fā)動機零件和火箭、導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)件。鈦合金還可作燃料和氧化劑的儲箱以及高壓容器。已有用鈦合金制造自動步槍，迫擊炮座板及無后座力炮的發(fā)射管。在石油工業(yè)上主要作各種容器、反應(yīng)器、熱交換器、蒸餾塔、管道、泵和閥等。鈦可用作電極和發(fā)電站的冷凝器以及環(huán)境污染控制裝置。鈦鎳形狀記憶合金在儀器儀表上已廣泛應(yīng)用。在醫(yī)療中，鈦可作人造骨頭和各種器具。鈦還是煉鋼的脫氧劑和不銹鋼以及合金鋼的組元。鈦白粉是顏料和油漆的良好原料。碳化鈦，氫化鈦是新型硬質(zhì)合金材料。氮化鈦顏色近于黃金，在裝飾方面應(yīng)用廣泛。

鈦屬于化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬。加熱時能與O2、N2、H2、S和鹵素等非金屬作用。但在常溫下，鈦表面易生成一層極薄的致密的氧化物保護膜，可以抵抗強酸甚至王水的作用，表現(xiàn)出強的抗腐蝕性。因此，一般金屬在酸、堿、鹽的溶液中變得千瘡百孔而鈦卻安然無恙。

液態(tài)鈦幾乎能溶解所有的金屬，因此可以和多種金屬形成合金。鈦加入鋼中制得的鈦鋼堅韌而富有彈性。鈦能與鐵、鋁、釩或鉬等其他元素熔成合金，造出高強度的輕合金，在各方面有著廣泛的應(yīng)用，包括航天（噴氣發(fā)動機、導(dǎo)彈及航天器）、軍事、工業(yè)程序（化工與石油制品、海水淡化及造紙）、汽車、農(nóng)產(chǎn)食品、醫(yī)學(xué)（義肢、骨科移植及牙科器械與填充物）、廚房用具、運動用品、珠寶及手機等等。鈦合金強度高，大量用于制造軍用超音速飛機的結(jié)構(gòu)材料、噴氣發(fā)動機的壓縮部件、飛機機架的構(gòu)件、機殼、隔火墻、鉚釘；空運裝備的結(jié)構(gòu)部件；軍事設(shè)施和軍用艦艇的裝甲板以及螺旋槳的葉片等。在民用工業(yè)中，鈦及其合金可用于制造各種泵、閥門、過濾、蒸發(fā)設(shè)備的金屬絲網(wǎng)和各種機器零件。粉末狀鈦可在電子管制造工藝中用作除氧劑。主要用于制造航天飛機、火箭導(dǎo)彈、潛艇、化工設(shè)備、醫(yī)療器械、人工關(guān)節(jié)等，還用于制取鈦白粉。可用來制作反應(yīng)釜，冷凝器，發(fā)酵罐和冷卻器。

鈦合金制成飛機比其它金屬制成同樣重的飛機多載旅客100多人。制成的潛艇，既能抗海水腐蝕，又能抗深層壓力，其下潛深度比不銹鋼潛艇增加80%。同時，鈦無磁性，不會被水雷發(fā)現(xiàn)，具有很好的反監(jiān)護作用。

因為鈦具有“親生物”性，在人體內(nèi)，能抵抗分泌物的腐蝕且無毒，對任何殺菌方法都適應(yīng)。因此被廣泛用于制醫(yī)療器械，制人造髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、脅關(guān)節(jié)、頭蓋骨，主動心瓣、骨骼固定夾。當(dāng)新的肌肉纖維環(huán)包在這些“鈦骨”上時，這些鈦骨就開始維系著人體的正?；顒印?/p>

鈦在人體中分布廣泛，正常人體中的含量為每70kg體重不超過15mg，其作用尚不清楚。但鈦能刺激吞噬細胞，使免疫力增強這一作用已被證實。

鈦化合物的應(yīng)用

重要的鈦化合物有：二氧化鈦（TiO2）、四氯化鈦（TiCl4）、偏鈦酸鋇（BaTiO3）。

純凈的二氧化鈦是白色粉末，是優(yōu)良的白色顏料，商品名稱“鈦白”。它兼有鉛白（PbCO3）的遮蓋性能和鋅白（ZnO）的持久性能。因此，人們常把鈦白加在油漆中，制成高級白色油漆。

在造紙工業(yè)中作為填充劑加在紙槳中。

紡織工業(yè)中作為人造纖維的消光劑；在玻璃、陶瓷、搪瓷工業(yè)上作為添加劑，改善其性能；在許多化學(xué)反應(yīng)中用作催化劑。在化學(xué)工業(yè)日益發(fā)展的今天，二氧化鈦及鈦系化合物作為精細化工產(chǎn)品，有著很高的附加價值，前景十分誘人。

四氯化鈦是一種無色液體；熔點250K、沸點409K，有刺激性氣味。它在水中或潮濕的空氣中都極易水解，冒出大量的白煙。

TiCl4 3H2O=H2TiO3 4HCl

因此TiCl4在軍事上作為人造煙霧劑，猶其是用在海洋戰(zhàn)爭中。在農(nóng)業(yè)上，人們用TiCl4形成的濃霧地面，減少夜間地面熱量的散失，保護蔬菜和農(nóng)作物不受嚴寒、霜凍的危害。

將TiO2和BaCO3一起熔融制得偏鈦酸鋇：

TiO2 BaCO3=BaTiO3十CO2

人工制得的BaTiO3具有高的介電常數(shù)，由它制成的電容器有較大的容量，更重要的是BaTiO3具有顯著的“壓電性能”，其晶體受壓會產(chǎn)生電流，一通電，又會改變形狀。人們把它置于超聲波中，它受壓便產(chǎn)生電流，通過測量電流強弱可測出超聲波強弱。幾乎所有的超聲波儀器中都要用到它。隨著鈦酸鹽的開發(fā)利用，它愈來愈廣泛地用來制造非線性元件、介質(zhì)放大器、電子計算機記憶元件、微型電容器、電鍍材料、航空材料、強磁、半導(dǎo)體材料、光學(xué)儀器、試劑等。

鈦、鈦合金及鈦化合物的優(yōu)良性能促使人類迫切需要它們。然而，生產(chǎn)成本之高，使應(yīng)用受到限制。相信在不久的將來，隨著鈦的冶煉技術(shù)不斷改進和提高，鈦、鈦合金及鈦的化合物的應(yīng)用將會得到更大的發(fā)展。

鈦的抗腐蝕性鋯是一種應(yīng)用于原子能工業(yè)和在高溫高壓下用作耐蝕化工材料，但在溶液中其活潑性僅次于鈉。在氫氧化鈦溶液里加入活潑的硝酸鋯溶液，會發(fā)現(xiàn)鈦把硝酸鋯拒之門外。而且氫氧化鈦的密度小于硝酸鋯，但依然能保持明顯的分層，并把硝酸鋯停留在上層，這證明了鈦的抗腐蝕性。

根據(jù)實驗，鈦放入海底20~50年均不會被腐蝕。

含量分布

總體狀況

截至1995年底，世界金紅石（包括銳鈦礦）儲量和儲量基礎(chǔ)分別為3330萬噸和16440萬噸，資源總量約2.3億噸（TiO2含量，下同），主要集中在南非、印度、斯里蘭卡、澳大利亞。世界鈦鐵礦（TiO2）儲量和儲量基礎(chǔ)分別為2.743億噸和4.353億噸，資源總量約10億噸；主要集中在南非、挪威、澳大利亞、加拿大和印度。

截至1996年底中國保有原生鈦（磁）鐵礦（折TiO2）儲量35704.09萬噸（其中A B C級23191.50萬噸）；鈦鐵礦（砂礦）礦物儲量3803.19萬噸（其中A B C級2147.17萬噸）；金紅石礦物儲量256.86萬噸（其中A B C級73.73萬噸）；金紅石TiO2儲量750.86萬噸（其中A B C級242.43萬噸）。

若將中國1996年保有鈦鐵礦砂礦的A B C級礦物儲量2147.17萬噸，按含TiO2 48%折算，則其TiO2儲量為1030.64萬噸，僅占同年世界鈦鐵礦（TiO2）27000萬噸的3.83%；若再將其與原生鈦磁鐵礦巖礦（TiO2）的A B C級儲量（23191.50萬噸）中可利用的約占50%以粒狀鈦鐵礦產(chǎn)出的（TiO2）儲量11595.75萬噸相加，其TiO2總儲量為12626.4萬噸，則占世界鈦鐵礦（TiO2）儲量27000萬噸的47.76%，從這個意義上說，中國可稱為世界鈦鐵礦資源最豐富的國家。

若將中國1996年保有金紅石礦物的A B C級儲量73.73萬噸按含TiO2 94%折算成TiO2儲量為69.31萬噸，再加上同年金紅石（TiO2）的A B C級儲量242.43萬噸，合計為311.74萬噸，則占同年世界金紅石（TiO2）儲量3330萬噸的9.36%，由此可見中國金紅石資源并不豐富。

地理分布

中國鈦資源總量9.65億噸，居世界之首，占世界探明儲量的38.85%，主要集中在四川、云南、廣東、廣西及海南等地，其中攀西（攀枝花西昌）地區(qū)是中國最大的鈦資源基地，鈦資源量為8.7億噸。

中國探明的鈦資源分布在21個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）共108個礦區(qū)。主要產(chǎn)區(qū)為四川，次有河北、海南、廣東、湖北、廣西、云南、陜西、山西等?。▍^(qū)）。

鈦磁鐵礦巖礦：主要礦床分布在四川省攀枝花的鹽邊紅格和米易白馬，西昌的太和；河北省承德的大廟、黑山，豐寧的招兵溝，崇禮的南天門；山西省左權(quán)的桐峪；陜西省洋縣的畢機溝；新疆的尾亞；河南省舞陽的趙案莊；廣東省興寧的霞嵐；黑龍江省的呼瑪；北京市昌平的上莊和懷柔的新地。其中四川省表內(nèi)儲量（TiO2 44256.32萬t）占全國同類儲量（TiO2 46522.83萬t）的95.1%，河北?。═iO2 1544.46萬t）占3.3%，陜西省占0.46%，山西省占0.35%。

金紅石巖礦主要礦床分布在湖北省棗陽的大阜山；山西省代縣的碾子溝；河南省新縣的楊沖；山東省萊西縣的劉家莊。其中湖北省金紅石（TiO2）表內(nèi)儲量（534.43萬t）占全國同類儲量（750.86萬t）的71.2%，山西?。?54.79萬t）占20.6%，陜西?。?4.4萬t）占5.9%。

鈦的主要礦石是金紅石TiO2和鈦鐵礦FeTiO3，它的發(fā)現(xiàn)也正是從這兩種礦石的分析而來。早在1791年英國英格蘭西南端康沃爾（Cornwall）郡門拉陳（Menacan）教區(qū)的牧師格累高爾，也是一位科學(xué)家，分析出產(chǎn)在他教區(qū)內(nèi)的一種黑色礦砂，也就是今天成為鈦鐵礦的礦石時發(fā)現(xiàn)了一種新的金屬物質(zhì)并命名為menacenite。三年后，1795年，克拉普羅特分析了匈牙利布伊尼克（Boinik）地區(qū)出產(chǎn)的金紅石，認識到它是一種新金屬的氧化物，具有抵抗酸、堿溶液的特性，借用希臘神話中大地的第一代兒子們泰坦神族Titans，命名這個金屬為titanium，元素符號定為Ti。兩年后，克拉普羅特證實格累高爾發(fā)現(xiàn)的menacenite就是鈦。

鈦屬于稀有金屬，實際上鈦并不稀有，其在地殼中的豐度占第七位，占0.45%，遠遠高于許多常見的金屬。但由于鈦的性質(zhì)活潑，對冶煉工藝要求高，使得人們長期無法制得大量的鈦，從而被歸類為“稀有”的金屬。用于冶煉鈦的礦物主要有鈦鐵礦（FeTiO3）、金紅石（TiO2）和鈣鈦礦等。礦石經(jīng)處理得到易揮發(fā)的四氯化鈦，再用鎂還原而制得純鈦。

地球表面十公里厚的地層中，含鈦達千分之六，比銅多61倍，在地殼中的含量排第十位（地殼中元素排行：氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦），隨便從地下抓起一把泥土，其中都含有千分之幾的鈦，世界上儲量超過一千萬噸的鈦礦并不稀罕。

元素在海水中的含量：0.00048ppm

元素在太陽中的含量：4ppm

地殼中含量：5600ppm

應(yīng)急處置

皮膚接觸：脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。

眼睛接觸（粉末）：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。

吸入（粉末）：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。

食入：飲足量溫水，催吐。就醫(yī)。

呼吸系統(tǒng)防護：可能接觸其粉塵時，必須佩戴自吸過濾式防塵口罩。

眼睛防護（粉末）：戴安全防護眼鏡。

身體防護：穿透氣型防毒服。

手防護：戴防毒物滲透手套。

其他防護：工作現(xiàn)場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢，淋浴更衣。注意個人清潔衛(wèi)生。

泄漏應(yīng)急處理：隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏：避免揚塵，用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。轉(zhuǎn)移回收。大量泄漏：用塑料布、帆布覆蓋。使用無火花工具轉(zhuǎn)移回收。

有害燃燒產(chǎn)物：氧化鈦。

滅火方法：采用干粉、干砂滅火。嚴禁用水、泡沫、二氧化碳撲救。高熱或劇烈燃燒時，用水撲救可能會引起爆炸。

管理信息庫

操作的管理：密閉操作，局部排風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴安全防護眼鏡，穿透氣型防毒服，戴防毒物滲透手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。避免產(chǎn)生粉塵。避免與氧化劑、酸類、鹵素接觸。在氬氣中操作處置。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲存的管理：為安全起見，儲存時常以不少于25%的水潤濕、鈍化。儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不超過30℃，相對濕度不超過80%。保持容器密封，嚴禁與空氣接觸。應(yīng)與氧化劑、酸類、鹵素等分開存放，切忌混儲。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。

運輸?shù)墓芾恚哼\輸時運輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。裝運該品的車輛排氣管須有阻火裝置。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學(xué)品等混裝混運。運輸途中應(yīng)防曝曬、雨淋，防高溫。中途停留時應(yīng)遠離火種、熱源。車輛運輸完畢應(yīng)進行徹底清掃。鐵路運輸時要禁止溜放。

廢棄的管理：恢復(fù)材料的原狀態(tài)，以便重新使用。

應(yīng)急醫(yī)療庫

主要用途及接觸機會：鈦用于制造特種鋼、合金、鈦陶瓷及玻璃纖維。金屬鈦也用于飛機、導(dǎo)彈制造及原子反應(yīng)堆。還用于生產(chǎn)耐火材料、焊條、建筑材料和塑料等。上述工業(yè)中可接觸金屬鈦，二氧化鈦的粉塵和煙塵。四氯化鈦及其部分水解物，還常夾雜氯及其氧化物。在機械處理金屬鈦過程中也接觸鈦氧化物的煙塵。

侵入途徑：吸入、食入。

人體危害：吸入后對上呼吸道有刺激性，引起咳嗽、胸部緊束感或疼痛。長期吸入TiO2粉塵的工人，肺部無任何變化。在生產(chǎn)鈦金屬過程，接觸四氯化鈦及其水解產(chǎn)物對眼和上呼吸道粘膜有刺激作用。長期作用可形成慢性支氣管炎。TiO2曾用作閃光灼傷的皮膚防護劑，未見產(chǎn)生接觸性皮炎、變態(tài)反應(yīng)和經(jīng)皮吸收。100℃氯氮化鈦的飛濺和吸入鈦酸及氯氮化鈦煙引起皮膚燒傷并致疤痕形成和咽、聲帶、氣管粘膜充血，由于形成瘢痕引起喉狹窄。眼短期接觸氯氮化鈦引起結(jié)膜炎和角膜炎。此外，四氯化鈦吸入可引起彌散性支氣管內(nèi)息肉。

處理原則：皮膚接觸四氯化鈦后應(yīng)盡快用軟紙或布擦掉，然后用水沖洗，防止四氯化鈦遇水放出大量熱及鹽酸，加重及擴大灼傷范圍。吸入四氯化鈦應(yīng)立即霧化吸入5%碳酸氫鈉溶液，以中和四氯化鈦水解產(chǎn)生的鹽酸；吸氧、保持呼吸進通暢．安靜休息，減少氧的消耗；早期給予足量糖皮質(zhì)激素，并給抗生素預(yù)防繼發(fā)感染及抗支氣管痙攣藥物、祛痰藥對癥治療。嚴密觀察，防治肺水腫。

預(yù)防措施：接觸四氯化鈦及其水解產(chǎn)物的工種，應(yīng)注意皮膚、粘膜和呼吸道的防護。產(chǎn)生鈦及其化合物粉塵的工作地點，亦須加強防塵措施。大量微小鈦粉塵可著火爆炸，因此鈦的生產(chǎn)、澆鑄、加工應(yīng)有良好通風(fēng)防塵設(shè)施，及應(yīng)有防火防爆設(shè)備。四氯化鈦生產(chǎn)過程應(yīng)盡量密閉，防止其煙氣逸出及“跑、冒、滴、漏”。加強個人防護，四氯化鈦生產(chǎn)設(shè)備開蓋、清洗、維修時應(yīng)截防毒面其、防護眼鏡。穿防酸防護衣帽。定期對接觸四氯化鈦的生產(chǎn)工人進行休檢，有慢性呼吸道疾病患者不能從事接觸四氯化鈦的工作。

毒理學(xué)數(shù)據(jù)

急性毒性

金屬鈦、二氧化鈦和碳化鈦屬低毒類。大鼠一次氣管內(nèi)注入20-50mg二氧化鈦和兔注入400mg后肺部無特異反應(yīng)。

亞急性和慢性毒性

大鼠氣管內(nèi)注入氫化鈦后6和12個月，只見肺纖維化效應(yīng)。大鼠吸入二氧化鈦塵每天4次，每周5d，歷時13個月，停止吸入后7個月，肺無任何病理反應(yīng)；但豚鼠反復(fù)吸入二氧化鈦觀察到纖維化效應(yīng)和嗜酸性自細胞浸潤。氣管內(nèi)注入金屬鈦無肺纖維化發(fā)生。大鼠氣管內(nèi)一次注入氫化鈦、碳化鈦、硼化鈦和一氮化鈦后觀察到肺部輕度纖維化。大鼠吸入氫化鈦16個月亦見輕度纖維化。

代謝

人體一般飲食中每日約攝入300μg鈦，大部分從糞排出，其中約3%吸收入血液。進入體內(nèi)的鈦蓄積于脾、腎上腺、橫紋肌、肺、皮膚及肝臟等部位。吸收入體內(nèi)的鈦主要由尿排出。正常人血漿中鈦濃度約3μg/dL，尿鈦濃度為10μg/L左右。

中毒機理

金屬鈦，氧化鈦，碳化鈦（titanium carbonide）等不溶性鈦毒性低，口服吸收量少，不顯示毒性反應(yīng)。金屬鈦植入機體未見有病理反應(yīng)。吸入鈦的不溶性化合物，未見肺部有嚴重損害，其致纖維化作用甚微。用含鈦飲水長期飼養(yǎng)動物未見對生長發(fā)育有影響，也未見腫瘤發(fā)生。

致癌性

大鼠肌肉注射溶于三辛素的鈦金屬粉，引起纖維肉瘤和淋巴肉瘤增加。注射有機鈦，注射部位出現(xiàn)纖維肉瘤，發(fā)生肝細胞瘤和脾的惡性淋巴瘤。鈦塊沒有致癌性，給病人安裝鈦制人造關(guān)節(jié)兩周後，未出現(xiàn)腫瘤細胞。

燃爆危險

該品可燃，具刺激性。

儲存條件

為安全起見，儲存時以不少于25%的水潤濕、鈍化。儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不超過35℃，保持容器密封，嚴禁與空氣接觸。應(yīng)與氧化劑、酸類、鹵素等分開存放，切忌混儲。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。