titan

Jordskorpen indeholder i gennemsnit 0,5 vægtpct. titan. Det er et lithofilt grundstof, dvs. det koncentreres i skorpen og kappen, og er en vigtig bestanddel af bjergartsdannende mineraler, fx augit. Det danner oxidmineraler som fx rutil, silikatmineraler som titanit, og titanater som perovskit. Titan er en vigtig bestanddel af magmabjergarter; de højeste indhold findes i basiske bjergarter pga. et højt indhold af mineraler som ilmenit, titanomagnetit, pyroxenen augit og amfibolen kaersutit. Agpaitiske nefelinsyenitter som fx Ilímaussaq-komplekset i Sydgrønland indeholder mange titanmineraler, bl.a. murmanit og rinkit. Ved forvitringen af titanholdige bjergarter bindes en del titan i mineralerne anatas og brookit, som bl.a. findes i laterit og bauxit.

90 % af det producerede titan stammer fra ilmenit, der, sammen med rutil, udvindes af tungsandsforekomster i bl.a. Australien, Sydafrika og Kina samt af magmatiske forekomster af ilmenit i bl.a. Canada. Der udvindes årlig ca. 6,7 mio. t TiO₂ af ilmenitmalme og 660.000 t af rutil (2013); reserverne er opgjort til 720 mio. t TiO₂ i ilmenitmalme og 47 mio. t TiO₂ i rutilmalme.

Af de ca. 7 mio. t titanmalm, der udvindes årlig, anvendes størstedelen som det hvide pigment TiO₂, og kun en mindre del oparbejdes til metal.

Ved den mest benyttede proces kloreres mineralkoncentratet (rutil) ved ca. 500 °C og destilleres til rent TiCl₄, som derefter reduceres i vakuum med magnesium, calcium eller natrium. Den udreducerede titansvamp omsmeltes endelig til massivt metal. Under al forarbejdning ved høj temperatur må titan beskyttes mod gasoptagelse; bl.a. ilt diffunderer let ind i metallet og gør det så skørt, at det er uanvendeligt. Den besværlige proces gør titan kostbart i sammenligning med andre konstruktionsmaterialer.

Titan er yderst korrosionsbestandigt og passivt over for mange kemikalier, selv i stærkt sure miljøer. Legeret med især aluminium har titan fremragende styrke i forhold til vægten ved temperaturer op til ca. 550 °C. Disse egenskaber betinger dets anvendelse i fly- og raketkonstruktion, kemisk industri, afsaltningsanlæg til reaktorer, varmevekslere, kondensatorrør og pumper. Andre anvendelser er anoder til korrosionsbeskyttelse, kirurgiske implantater samt smykker og brillestel.

Titan bruges som strukturregulerende og styrkeøgende tilsætning i både rustfrit stål og kulstofstål, og det indgår i form af carbid og nitrid som slidfast bestanddel i hhv. hårdmetal og specielle overfladebelægninger. Titan virker kornforfinende i talrige legeringer på basis af aluminium, magnesium og nikkel. En særlig nikkel-titan-legering har formhukommelse, se hukommelseslegeringer.

Titan optræder i forbindelser med oxidationstrin +3 og +4 i vandige opløsninger og med oxidationstrin +2 i de faste forbindelser titandiklorid, -dibromid og -dijodid, som alle tre sønderdeles af vand under udvikling af hydrogen. Endvidere optager titan hydrogen under dannelse af ikke-veldefinerede titan-hydrogen-faser.

Den violette ion Ti(H₂O)₆³⁺ er et stærkt reduktionsmiddel, men de mest stabile titanforbindelser er farveløse og findes i oxidationstrin +4. Titandioxid, TiO₂, findes i tre former, hvoraf den ene, rutil, finder anvendelse som hvid malerfarve. Den fremstilles ved forbrænding af titantetraklorid, TiCl₄. Titan danner mange intermetalliske forbindelser med udefineret oxidationstrin, fx med aluminium, samt de meget hårde og højt smeltende stoffer titancarbid, TiC, og titannitrid, TiN.