地殼中鈦比較豐富(0.6%)。主要礦物是鈦鐵礦FeTiO3和金紅石(TiO2的幾種結(jié)晶變體之一)。用通常的碳還原法不可能得到金屬鈦,因?yàn)楫a(chǎn)生了一種很穩(wěn)定的碳化物,而且金屬鈦在高溫時(shí)對(duì)氧和對(duì)氮都比較活潑。由于金屬鈦顯示了具有肯定十分有用的冶金性質(zhì),雖然已發(fā)展了一個(gè)未經(jīng)詳細(xì)說明其性質(zhì)的電解方法,仍然沿用比較昂貴的克勞爾(Kroll)法。
鈦鐵礦或金紅石在紅熱時(shí)用碳和氯氣處理得到TiCl4,再從雜質(zhì)(例如FeCl3)中分餾出游離的TiCl4。然后在~800℃用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4,這樣得到海綿狀金屬鈦,在~1000℃用揮發(fā)法從鈦中除去殘余的Mg和MgCl2。海棉狀鈦于氬氣或氦氣氛中經(jīng)電弧熔融并鑄成錠。
實(shí)驗(yàn)室規(guī)模制造極純的鈦可以用范阿克爾-德波爾(Van Arkel-de Boer)法(也適用于其它金屬,在此法中,TiI4先經(jīng)仔細(xì)純化,然后在真空中蒸發(fā)并在熱鎢絲上分解而得到純鈦。
金屬鈦具有六方密堆晶格,和其它過渡金屬(例如鐵和鎳)相似,它是硬的、難熔(熔點(diǎn)1680±10℃,沸點(diǎn)3260℃)金屬,是熱和電的良好導(dǎo)體。然而與其它有相似的機(jī)械性和熱性質(zhì)的金屬比較起來,它十分輕并且具有抗腐蝕性,因此滿足了渦輪機(jī)、化學(xué)工業(yè)飛機(jī)工業(yè)和航海設(shè)備中特殊應(yīng)用的要求。
常溫時(shí)鈦雖然不活潑,但在升高溫度時(shí)能與大多數(shù)非金屬(例如氫、鹵素、氧、氮、碳、硼、硅和硫)直接化合生成化物TiN、碳化物TiC、硼化物TiB和TiB2,這些是很穩(wěn)定、硬的和難熔的間充性化合物。
室溫下金屬鈦和無機(jī)酸不起化學(xué)作用,甚至在熱堿液中也不反應(yīng)。它溶于濃HCl中生成TiⅢ化合物,而在熱硝酸中轉(zhuǎn)化為較難溶于酸或堿的水合氧化物。對(duì)鈦?zhàn)詈玫娜軇┦荋F或已加有酸的氟離子。鈦溶解在這些介質(zhì)中以氟絡(luò)合物形式保持在溶液中。