Месторождения титана

Титан применяется в металлургии, медицинской технике, ювелирной и красильной промышленности

Титан — легкий металл серебристо-белого цвета. Элемент таблицы Менделеева с атомным номером 22.  

Месторождения титана расположены на территории России, Китая, Казахстана, Украины, ЮАР, Бразилии, Индии, Японии, Австралии, Цейлона, Южной Кореи. Россия в настоящий момент обладает вторыми в мире запасами титана после Китая. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений, рассредоточенных по территории всей страны.

Красноярский край обладает значительной сырьевой базой титана. Месторождения находятся в Восточном Саяне (Лысанская группа), на Сибирской платформе (Мадашенское) и в Маймеча-Котуйской провинции. Балансовые запасы двуокиси титана — 57,8 млн тонн.

Более изученным является Лысанское месторождение в Восточном Саяне. На месторождении выявлено 12 рудных тел, представленных титано-магнетитовыми и ильменитовыми рудами. Руды комплексные и могут использоваться в металлургическом производстве с попутным извлечением титана. Балансовые запасы двуокиси титана по категории А+В+С₁ — 4,4 млн тонн, забалансовые — 3,2 млн тонн.

Наиболее перспективным для промышленного освоения из россыпных месторождений титана является Мадашенское проявление на правобережье Ангары, на водоразделе рек Нойды, Инчанбы и Мадашена. Оно было выявлено в 1963 г. при проведении поисковых работ на бокситы. Рудоносный горизонт сложен разнозернистыми кварц-полевошпатовыми песками мощностью от 1 до 32 м. Рудные минералы представлены ильменитом и лейкоксеном, сконцентрированным в естественных шлихах в виде маломощных линзовидных слоев. Прогнозные ресурсы составляют 5,7 млн тонн при среднем содержании 40—60 кг/куб. м. Площадь развития титано-магнетитовых песков — около 40 кв. км.

В Маймеча-Котуйской провинции интерес представляет Гулинский массив, прогноз ресурсов двуокиси титана составляет 9 млн тонн при содержании TiO₂ — 5,92 %.

Впервые окись неизвестного металла (TiO₂) была обнаружена в 1790 г. англичанином Уильямом Грегором, исследовавшим состав магнитного железистого песка. Грегор выделил новую «землю» неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Мартин Генрих Клапрот, независимо от Грегора, обнаружил в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Позже Клапрот выяснил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента. Еще через несколько лет французский химик Луи Никола Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана.

О выделении металлического титана в 1825 г. впервые заявил Йёнс Якоб Берцелиус. Однако существует мнение, что президент Шведской академии наук ошибался, так как чистый титан быстро растворяется в плавиковой кислоте, а металлический титан Берцелиуса успешно сопротивлялся ее действию. В действительности титан был впервые получен лишь в 1875 г. русским ученым Д. К. Кирилловым. Результаты этой работы опубликованы в его брошюре «Исследования над титаном». Но работа малоизвестного русского ученого осталась незамеченной.

Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец металла удалось получить лишь через 50 лет. В 1925 г. этого добились термическим разложением паров иодида титана TiI₄ голландцы А. ван Аркел и И. де Бур. 

Титан находится на 10-м месте по распространенности в природе. Содержание титана в земной коре достигает 0,57 % по массе, в морской воде — 0,001 мг/л. В глинах и сланцах содержится до 4,5 кг титана на тонну породы, в основных породах — до 9 кг на тонну. Титан в земной коре присутствует только в кислородных соединениях и не встречается в свободном виде.

Титан является легким и прочным серебристо-белым металлом. Точка плавления — 1 660±20 °C, точка кипения — 3 260 °C. Титан пластичен, сваривается в инертной атмосфере. Имеет высокую вязкость, при механической обработке налипает на режущий инструмент, что требует нанесения на инструменты специальных смазок и покрытий. Стоек к коррозии в большинстве сред, исключая щелочные. Устойчив к разбавленным растворам многих щелочей и кислот.

Титановая пыль имеет свойство взрываться, температура вспышки составляет 400 °C. Титановый порошок, тонкая стружка и проволока обладают пирофорностью — способны самовоспламеняться на воздухе без нагрева.

В чистом виде и в виде сплавов титан применяется в химической, военной, автомобильной, медицинской, сельскохозяйственной, пищевой, ювелирной промышленности, при производстве спортивных товаров, мобильных телефонов. Титан является важнейшим конструкционным материалом в авиастроении, производстве ракет и кораблестроении. Из титана и его сплавов делают элементы бронежилетов и корпуса подводных лодок, химические реакторы, насосы и трубопроводы. Титан является легирующей добавкой и присутствует во многих легированных сталях и большинстве спецсплавов. Жаростойкость и стойкость к окислению алюминидов титана позволяет активно использовать сплавы в авиации и машиностроении.

Соединения титана активно используются при производстве красок, лаков, бумаги, пластика, а также в виде пищевых добавок. Неорганические соединения титана в качестве добавки или покрытий применяются в электронной и стекловолоконной промышленности. Соединения титана являются компонентами сверхтвердых материалов для обработки металлов, применяются в ювелирном деле.