前言
钛是一种化学元素，其化学符号为 Ti，原子序数为 22， 在化学元素周期表中位于第 4 周期，IVB 族。是一种过渡金属，其特征为白色，具有重量轻、强度高、有金属光泽，耐湿氯气的腐蚀。
长期以来，钛被认为是一种稀有金属， 这是由于钛在自然界中存在着分散分布并难于提取的关系。但其相对丰度在地壳中占第 7 位，约占 0.45%，远远高于许多常见的金属。但钛的性质活泼，对冶炼工艺要求很高，使得人们长期无法制得大量的金属钛，从而归类为“稀有”的金属。
用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿（FeTiO3）、金红石（TiO2）和钙钛矿等。钛矿石经过处理得到易挥发的四氯化钛，再用镁还原而制得纯金属钛。含钛的主要矿石是金红石 （TiO2） 和钛铁矿（FeTiO3）， 它的发现也正是从这两种矿石的分析而来 。
早在 1791 年 英 国 英 格 兰 西 南 端 康 沃 尔（Cornwall）郡门拉陈（Menacan）教区的牧师格累高尔，也是一位科学家，分析出产在他的教区内的一种黑色矿砂，也就是今天成为钛铁矿的矿石，被命名为menacenite，又经过了几年，在 1795 年克拉普罗特分析了匈牙利布伊尼克（Boinik）地区出产的金红石，认识到它是一种新的金属氧化物，具有抵抗酸和碱溶液的特性，借用了希腊神话中大地的第一代儿子们泰坦神族 Titans，命名这个金属为 titanium。
我国钛资源总储量为 9.65 亿 t， 居全世界之首，占世界已探明储量的 38.85%， 主要集中在四川、云南、广东、广西、海南、山东等地，其中攀西地区是我国最大的钛资源基地，钛资源量约为 8.7 亿 t。在已勘探的 800 多种矿石中含有钛的矿石就有 780 种。所以说在自然界的矿石中不含有钛元素的矿石是很少的。
提炼钛的主要工业矿物原料是金红石、钛铁矿、钙铁矿、钛磁铁矿和锐钛矿。金红石的成分是二氧化钛，其晶体是粒状或针状的，常见的有膝状双晶，其集合体为粒状或致密状，颜色为红色或棕红色，金刚光泽，比铁硬而比水晶软，比同体积的水重 4.3 倍。
原生矿产于变质岩中。我国湖北省的枣阳县，河南省的西峡县、 方城县以及陕西省的商南县等地发现了超大型（超过 20 万 t）金红石型矿。最主要的原生矿床工业类型是钒钛磁铁矿床。
四川省的南部攀枝花地区有一个世界上少有的特大型含钒钛磁铁矿， 它是我国重要的钢铁工业基地之一。其矿床长达几十公里，宽几公里，矿床的总厚度为几十米到二三百米不等，二氧化钛含量为 3%～16%。其除了铁、钛、钒之外，还伴生有铬、铜、钴、镓、锰、磷、硒、钪及铂族元素等。
原生钛矿床遭风化破坏后， 经常会转移到比较平稳的地方重新聚集起来而形成金红石砂矿和钛铁矿和砂矿。
全世界约有 150 个钛矿产区， 我国的钛矿储量居世界第一位。仅四川省的攀枝花钛资源就占全国总储量的 92.7%，但我国的钛资源的利用率比较低。在航空事业中， 拥有 400 多个座位的波音 747 巨型客机，F-14 型战斗机和米格-31 型高速战斗机等都是采用钛制造出来的。
尤其是近代发展起来的核潜艇的用钛材量更大， 一艘核潜艇要用几千吨的钛材料。不仅如此，钛材在国防军工事业、工业、化工、石油、建筑、汽车、医疗等方面都具有广泛的应用，尤其是我国发展起来的核工业体系， 钛是不可缺少的重要材料，例如核反应堆使用的很多设备、管道和相关部件，除使用锆、铪外，还需要大量的钛和钛基合金材料。同时，随着我国各行各业的大力发展，钛的应用价值将会得到完美的体现。
全世界钛资源的分布
全世界钛资源的分布比较广，30 多个国家拥有钛资源。目前全世界具有工业利用价值的钛铁矿（岩矿、砂矿）和天然金红石型矿，其中钛铁矿占绝大多数。钛精矿是从钛铁矿或金红石矿中采选出来的，是生产钛白粉的主要原料。
根据美国地质局的数据显示，2018 年全世界已探明可开采利用的钛铁矿储量为 7 亿 t， 其中金红石型矿的储量为 4 800 万 t，这些钛资源主要分布在澳大利亚、南非、加拿大、中国和印度等，其中加拿大、中国和印度主要是钛铁矿的原生矿，而澳大利亚、美国、南非主要是钛砂矿。
目前全世界钛矿的开采规模约为 450 万 t （以TiO2），就目前已发现的钛资源储量可满足今后 50年需求量，若再加上不断被发现的新的钛资源矿点以后，因此可以预见在今后的 100 年内不会发生钛资源的危机情况。
在全世界范围内，具有开采价值的钛铁矿有原生矿和砂矿两种。其中原生矿基本都是共生的矿，有钛铁矿、钛磁铁矿和赤铁矿等不同的类型。
原生矿的特点是产地比较集中，储量比较大，可大规模进行开采，其缺点是结构比较紧密，选矿回收率比较低，精矿的品位也比较低。这类矿主要集中在加拿大、挪威、中国、印度和俄罗斯等国家。
砂矿是水产矿，多聚集在海岸和河滩沉积而成的矿。砂矿主要是钛铁矿和金红石，多与独居石、锡石等共生，其优点是结构松散，易开采，钛矿物单体的解离性能比较好，可选性优良，精矿的品位也较高；缺点是其资源比较分散，原矿的品位较低，主要产于南非、澳大利亚、印度和南美洲国家的海滨和陆地沉积层中。
主要钛铁矿的产地有：加拿大的阿莱德湖赤铁钛铁矿，是目前加拿大最主要的也是唯一开发的钛铁矿。在国外生产钛铁矿的砂矿区主要有 7 个， 即澳大利亚东西海岸，南非理查兹湾，美国的南部和东海岸，印度半岛南部喀拉拉邦，斯里兰卡，乌克兰，巴西东南海岸。
金红石砂矿在国外主要有 3 个产区，即澳大利亚东南海岸，塞拉利昂西南海岸，南非理查兹湾。
同时印度、斯里兰卡、巴西和美国也有少量的产品。
国外主要的原生钛铁矿开发利用的情况见表 1。
全世界钛资源的结构分布
在全世界范围内，钛资源的结构分布，主要包括钛铁矿类型和金红石类型两种。
其中钛铁矿类型的产地在全世界的分布很广， 其储量也很大， 相对而言，金红石类型的储量和分布范围就比较小。
全世界钛资源的储量以及钛铁矿的储量和金红石的储量情况见表 2。
我国钛资源的主要分布
我国已探明的钛资源占全世界已探明的钛资源的 38.85%， 其钛资源主要集中在我国的四川省、云南省、广东省、广西壮族自治区及海南省等地。其中四川省的攀西地区是我国最大的钛资源基地，其钛资源的总储量达到 8.7 亿 t。
3.1 钛铁矿岩矿
我国的钛铁矿岩矿主要分布在四川省的攀枝花和红格、朱南的白马、西昌的太和；河北省的承德大庙、黑山、丰宁的招兵沟、崇礼的南天门；山西省左权的桐峪；陕西省洋县的毕机沟；新疆的尾亚；河南省的舞阳赵案庄；广东省兴宁的霞岚；黑龙江省的呼玛；北京市昌平的上庄和怀柔的新地等。
其中四川省储量为44 256.32 万 t（以 TiO2 计），占全国同类资源储量的95.10%；河北省的储量为 1 544.46 万 t（以 TiO2 计），占 3.3%；陕西省占 0.46%；山西省占 0.35%。
3.2 钛铁矿砂矿
我国钛铁矿的砂矿资源主要分布在广东省、广西、云南和海南等省区，矿点比较分散，规模比较小，目前尚未发现较大的矿床。
我国砂矿钛铁矿的品位与国外砂矿相比较时相对比较低，其绝大部分钛精矿中其 TiO2 的含量都在 48%~52%之间， 只有广西的少部分地区砂矿 TiO2 含量在 54%~60%， 而且是高品位的优质钛铁矿砂矿。
现在已开发利用的钛铁矿砂矿产区约为 66 家，其中大型的有 9 家，中型的有 15 家，小型的有 42 家。
3.3 金红石岩矿
我国的金红石岩矿主要分布在湖北省枣阳的大阜山；山西省代县的碾子沟；河南省新县的杨冲；山东省莱西县的刘家庄。其中湖北省金红石（以 TiO2 计）表观储量为 534.43 万 t， 占全国同类储量 750.86 万 t的 71.2%， 山西省 154.78 万 t， 占全国同类储量的20.6%，陕西省 44.4 万 t，占全国同类储量的 5.9%。
3.4 金红石砂矿
金红石砂矿包括海滨砂矿和残坡积风化壳型金红石矿。我国的金红石砂矿的储量比较小，主要分布在湖北、湖南、山东、陕西和河南 5 个省区内，其次有广东、广西、海南等省区，约有 27 家矿区，其中大型矿区有 2 家，中型矿区有 4 家，其余均为小型矿区。海滨金红石砂矿主要分布在海南、广东、广西和福建等省区。
3.5 岩矿和砂矿主要优缺点的比较
岩矿和砂矿形成的地域和过程等因素的不同，它的结构和伴生矿物的具体条件也不同，因此，这两种钛矿的优缺点也有所不同。
其岩矿和砂矿的优缺点见表 3
我国主要钛资源的产地和类型
我国钛资源非常丰富，是全世界钛资源大国，其储量位于世界前列。我国钛矿床的矿石工业比较齐全，既有原生矿也有次生矿，原生钒钛磁铁矿为我国的主要工业类型。钛铁矿占我国钛资源总储量的98%，金红石占 2%。
我国主要钛资源的产地、品位及利用现状见表 4。
结语
钛资源是一种战略储备物资。钛及其合金具有密度小，耐腐蚀性能和耐高温等优异性能。全世界钛工业正在经历着以航空航天为主要市场的单一模式，向冶金、能源、交通、化工、生物医学等民用领域为重点发展的多元素化模式过渡。
目前世界上能进行钛工业化生产的国家只有美国、中国、俄罗斯和日本等少数国家， 钛的全世界年总产量仅有几万吨。但是由于钛的重大战略价值和在国民经济中的地位，它将成为继铁、铝之后崛起的“第三金属”。
我国的钛资源储量很大，分布很广，大型的矿较少，小而散的较多，大中型矿区也较少，这就给开采、选矿、运输和资源充分利用等带来了一系列的弊端。
上游高品质的钛资源供应已成为我国新兴战略发展的需求，如航空航天、航海及国民经济等领域中的应用。然而钛矿品位较低的大量钛资源在市场上又较疲软， 从而导致了依赖高品质钛精矿的趋势上升。
为了缓解市场的供需矛盾，就要扩大供应市场，其中越南、印度、澳大利亚等国均成为我国钛铁矿的主要进口国。
随着全球钛铁矿行业竞争的不断加剧，大型企业间并购整合与资本运作也日趋频繁， 国内外一些优秀的钛铁矿企业愈来愈重视对该行业的分析与研究， 特别是对当前的市场环境和客户需求趋势的变化进行深入地研究，以期待提前占领市场，取得先发优势。钛铁矿常作为副矿物，或在基性、超基性岩中分散于磁铁矿中成条片状， 与顽辉石、 斜长石等共生。
微晶型钛铁矿，产于花岗微晶岩中，与微斜长石、白云母、石英、磁铁矿等共生。钛铁矿往往存在于碱性岩中富集。由于其化学性质稳定，故可形成冲积砂矿，与磁铁矿、金红石、锆石、独居石等共生。具有晶形、条痕、弱磁性，可与赤铁矿或磁铁矿区别。钛铁矿是最重要的钛矿石物质。
我国各地根据当地的地质和矿物的具体特点，进行了很多有针对性的研究，如云南省是有有色金属王国的称号，对有色金属的开发与研究自然就很重视，其冶金技术也日新月异，研究出来的微波碳热还原钛铁矿可以在较低温度下进行，填补了我国钛铁矿微波技术还原的空缺，为工业利用微波碳热还原钛铁矿提供了理论依据和方法指导。
通过微波碳热还原钛铁矿可以使反应速率加快，所以就可以降低能耗，有很大的经济效益和科学价值，产生了很好的经济效益和社会效益。
