三氧化鈦鐵是一種重要的無機(jī)化合物,化學(xué)式為FeTiO3,屬于鈦鐵礦的典型組成礦物。這種物質(zhì)在自然界中以黑色或棕黑色晶體形式存在,莫氏硬度約5-6,密度約為4.7g/cm3,具有明顯的金屬光澤。需要特別注意的是,它不僅是重要的鈦原料來源,同時(shí)也是制備二氧化鈦(TiO2)和海綿鈦的關(guān)鍵中間體。
從晶體結(jié)構(gòu)來看,三氧化鈦鐵屬于三方晶系,其晶格常數(shù)a=5.088?,c=14.093?。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其表現(xiàn)出特殊的物理化學(xué)性質(zhì),特別是當(dāng)溫度降至-218℃時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F磁體。在實(shí)際應(yīng)用中,原料的純度(通常要求TiO2含量>50%)和粒度分布(一般控制在100-200目)會(huì)直接影響后續(xù)加工產(chǎn)品的質(zhì)量。
工業(yè)上提取三氧化鈦鐵主要通過磁選和重選相結(jié)合的方式對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行富集。值得注意的是,現(xiàn)代工藝常常采用硫酸法或氯化法對(duì)其進(jìn)行深加工,特別是在生產(chǎn)油漆、塑料和造紙用鈦白粉的過程中,經(jīng)過焙燒、酸浸等多道工序后,鐵元素會(huì)被分離出去,最終獲得高純度的鈦產(chǎn)品。
隨著新能源技術(shù)的發(fā)展,三氧化鈦鐵在鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域展現(xiàn)出新的應(yīng)用潛力。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過特殊處理后形成的FeTiO3/C復(fù)合材料,不僅具有較高的理論比容量(約500mAh/g),還能有效緩解充放電過程中的體積膨脹問題,這使得它在下一代儲(chǔ)能設(shè)備中備受關(guān)注。