被命名为“泰坦”的未来金属——钛的发现史

　　钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，钛在地壳中含量最丰富的元素中居第9位，在含量最丰富的结构金属中排第4位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。

　　这种难以被提取的金属是如何被人们发现的呢，下面让我认识三位伟大的矿物学家和化学家。

　　1791 年，英国受人尊敬的矿物学家和化学家 William Gregor 发现了钛元素的存在，他分析了英格兰Cornwall地区Menachan山谷Helford河中的磁性矿砂，并分离出了“黑色矿砂“，即现在的钛铁矿。他利用磁铁除去其中的铁，再用盐酸处理剩余物，得到了一种不太纯的新元素的氧化物。他根据山谷地名将其命名为"mechanite"。

　　四年后，德国柏林化学家 Martin Heinrich Kla­proth 独立地从匈牙利产的矿石（即现在的金红石）中分解出了氧化钛，并根据希腊神话中Uranos和Gaia的孩子们的名字一一Titans为其重新命名。Ti­tans当时曾遭到父亲的极端憎恨，被监禁在地壳中，其情形与从矿石中难以提炼出来这种新元素类似，因此他将该元素命名为Titanium.

　　一百多年以后，1910 年纽约Troy区Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工大学）的 Matthew Albert Hunter通过加热放在钢弹容器中的TiCl4和Na的混合物制取 了金属钛。最终卢森堡化学家 Wilhelm Justin Kroll 于 1932 年用 TiCl4 和 Ca制取了大量的钛，他被称为钛工业之父。第二次世界大战初期，他到美国避难并在美国矿务局证明了用Ca取代Mg作为还原剂还原TiCJ4可以商业化地提炼钛。直至今日，该方法仍然是应用最广泛的工艺，被称为 "Kroll 工艺”。第二 次世界大战后，钛基合金很快成为航空发动机的关键材料。1948年杜邦公司首先开始商业化生产金属钛。直到今天，航空航天工业仍然是钛及钛合金的主要应用领域，其他领域如建筑、化工、医药、能源、海洋和近海、体育休闲以及交通运输等的应用需求也正日益增加。

　　实际上稀有金属钛并不稀有，因为钛在地壳中含量最丰富的元素中居第9位，在含量最丰富的结构金属中排第4位，仅次于铝、铁和镁。遗憾的是，人们极少在地壳中发现高含钛量的矿石，且从未发现过纯钛。由于制取金属纯钛的难度很大，所以钛的价格非常高。即使到现在，钛也只能分批、间歇式地进行生产，而不存在像其他结构金属那样的连续生产工艺。钛通常存在于俄罗斯Ilmen山脉含有钛铁矿(FeTiOz) 的矿砂中，或者存在于澳大利亚、印度和墨西哥海砂的金红石(TiOz) 中。二氧化钛是一种应用广泛的绘画、造纸和塑料用白色颜料，全世界大部分白色颜料为二氧化钛。除俄罗斯、澳大利亚、印度和墨西哥外， 美国、 加拿大、南非、塞拉利昂、乌克兰 挪威和马来西亚等国家也有可加工提炼的矿床。