钛铁矿是铁和钛的氧化物矿物，又称钛磁铁矿，是提炼钛的主要矿石。钛铁矿很重，灰到黑色，具有一点金属光泽。晶体一般为板状，晶体集合在一起为块状或粒状。成分为FeTiO3。TiO2含量52.66%，是提取钛和二氧化钛的主要矿物。三方晶系，中国四川攀枝花铁矿中，钛铁矿分布于磁铁矿颗粒之间或裂理中，并形成大型矿床。钛铁矿的化学成分与形成条件有关。产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿，MgO含量较高，基本不含Nb、Ta；碱性岩中的钛铁矿，MnO含量较高，并含Nb、Ta；产于酸性岩中的钛铁矿，FeO、MnO含量均高，Nb、Ta含量亦相对较高。

中文名：钛铁矿

外文名：Ilmenite

又称：钛磁铁矿

成分：主要含钛矿物之一

晶系：三方晶系

应用：提取稀有金属钛

英文名

ilmenite

钛铁矿

钛铁矿

钛铁矿的理论组成：FeO 47.36%，TiO2 52.64% 。Fe2+与Mg2+、Mn2+间可为完全类质同像代替，形成FeTiO3-MgTiO3或FeTiO3-MnTiO3系列。以FeO为主时称钛铁矿，MgO为主时称镁钛矿，MnO为主时称红钛锰矿。常有Nb、Ta等类质同像替代。在>960℃的高温条件下，FeTiO3-Fe2O3可形成完全固溶体。随温度下降，在约600℃，FeTiO3-Fe2O3固溶体出溶，在钛铁矿中析出赤铁矿的片晶，并按（0001）定向排列。

三方晶系，arh=0.553nm，α=54°49'；Z=2。或ah=0.509nm，ch=1.407nm；Z=6。可视为刚玉型结构的衍生结构。不同点在于刚玉中Al3+的位置被Fe2+、Ti4+替换并相间排列而成，导致c滑移面消失，使空间群由R3c变为R3。

钛铁矿

钛铁矿

物理特性

铁黑色或钢灰色；条痕钢灰色或黑色。含赤铁矿包裹体时呈褐或褐红色。金属至半金属光泽。不透明。无解理。有时出现或裂开。硬度5~ 5.5。性脆。相对密度4.0~5.0。具弱磁性。

偏光镜下：深红色，不透明或微透明。一轴晶。具非常高的折射率（N=2.7）和重折率。

化学特性

钛铁矿

钛铁矿的微波还原速率与样品的含碳量关系十分密切。当样品的初始含碳量小于20%时，还原速率随着含碳量的增加而明显加快；当含碳量大于20%时，进一步增加含碳量对还原速率没有明显的影响。

反应式：FeTiO3+C=Fe+TiO2+CO（1）FeTiO3+CO=Fe+TiO2+CO2（2）CO2+C=2CO（3）反应速率随含碳量的增加而加快，当含碳量大于20%时，反应速率与含碳量无关。微波还原的速率比传统还原快得多。据有关对钛铁矿进行微波碳热还原和传统碳热还原研究的对比实验表明：钛铁矿的微波还原速率比传统还原快得多，在1153K时，微波碳热还原的速率是传统还原的79.06倍。微波还原在1153K的速率可以和传统还原在1422K的速率相比较，两者之间的温度差高达269K，由此也表明，当用微波加热代替传统加热时，钛铁矿的碳热还原可以在较低的温度下进行。

与铁矿石的碳热还原类似，钛铁矿的碳热还原也是强烈的吸热反应（ΔH=+181kJ/molFeTiO3，采用传统加热还原时同样会产生“冷中心”。由于微波可以对物料进行快速的整体加热，“冷中心”的问题自然得到解决，因而反应速率明显加快。

钛还能形成许多化合物，它们也有各种各样特殊的性能和用途，如二氧化钛，是雪白的粉末，它是最好的白色颜料，俗称“钛白”，1克二氧化钛就可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。世界上用做白色颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。如把二氧化钛加在纸里，可使纸变白并且不透明，因此制造钞票和美术品用的纸，有时就要添加二氧化钛，此外，为使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。二氧化钛被誉为世界上最白的东西。自然界中的钛大部分处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿TeTiO3和金红石TiO2，及钒钛铁矿等。我国四川攀枝花地区有极丰富的钒钛铁矿，储量约15亿吨。

那么，钛是怎样被发现的呢？1791年，英国科学家格里戈尔在密那汉郊区找到一种矿石—黑色磁性砂，通过对这种矿石的研究，他认为矿石中有一种新的化学元素。并用发现矿石的地点“密那汉”命名这种新元素。

过了四年，德国化学家克拉普洛特从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中，发现了这种新元素，他用希腊神话中“太旦”族的名字来命名（中文按它原文名称的译音，定名为钛），克拉普洛特还特地指出，格里戈尔所发现的新元素“密那汉”就是钛，但在当时找到的，实际上都是粉末状的二氧化钛而不是金属钛。直到1910年，美国化学家罕德尔才第一次制得纯度达99.9%的金属钛，但总共不到1克。从发现钛到制得金属钛，前后经历了120年，到1947年，人们才开始在工厂里炼钛，当时的年产量只有2吨。到了1955年，产量激增到2万吨。到1972年，年产量达到20万吨。钛的用途越来越广，日益受到人们的重视，人们称它为未来的钢铁、21世纪的金属。

钛铁矿

第一步：在高温时，将金红石（TiO2)和炭粉（C）混合，并通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体CO。

第二步：在氩气（Ar）环境中，用过量的镁（Mg）在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛（氩气不参加反应）。

钛铁矿分布

纯净的钛是银白色的金属。钛的矿物在自然界中分布很广，约占地壳重的0.6%，仅次于铝、铁、钙、钠、钾和镁，而比铜、锡、锰、锌等在地壳中的含量要多几倍甚至几十倍。钛的熔点为1725℃，它的主要特点是密度小而强度大。和钢相比，它的密度只相当于钢的57%，而强度和硬度与钢相近。和铝相比，铝的密度虽较钛小，但机械强度却很差。因此，钛同时兼有钢（强度高）和铝（质地轻）的优点。纯净的钛有良好的可塑性，它的韧性超过纯铁2倍，耐热和抗腐蚀性能也很好。

由于钛有这些优点，所以50年代以来，一跃成为突出的稀有金属。钛及其合金，首先用在制造飞机、火箭、导弹、舰艇等方面，开始推广用于化工和石油部门。例如，在超音速飞机制造方面，由于这类飞机在高速飞行时，表面温度较高，用铝合金或不锈钢，在这种温度下已失去原有性能而钛合金在的550℃以上仍保持良好的机械性能，因此可用于制造超过音速3倍的高速飞机。这种飞机的用钛量要占其结构总重量的95%，故有“钛飞机”之称，全世界约有一半以上的钛，用来制造飞机机体和喷气发动机的重要零件。钛在原子能工业中，用于制造核反应堆的主要零件，在化学工业中，钛主要用于制造各种容器、反应器、热交换器、管道、泵和阀等。若把钛加到不锈钢中，只加百分之一左右，就大大提高抗锈本领。