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영국의 남단에 위치한 한적한 시골마을인 Manaccan의 William Gregor 목사는 1790년 어느날 교회 주위로 흘러가는 작은 냇가의 물방아간 (Tregonwell Mill) 앞에서 검은색으로 빛나는 모래를 한 움큼 주어서 유심히 관찰하였다. 그는 자성을 가지고 있는 이 검은색 모래가 당시에 위력적인 화약이 아닐까 생각하고 몇가지 기본적인 실험을 해 보았으나, 금방 자기 생각이 틀렸다는 것을 알 수 있었다.
과학적 호기심에 충만해 있던 그는 자기가 가지고 있던 모든 기구를 동원하여 이 모래의 정체를 알아내고자 하였다. 그리고는 이 모래에는 철분과 함께 여지껏 알려지지 않은 또 다른 원소가 있다는 것을 알았고, 이를 분석하여 당시에 유명한 독일 학술지에 자신의 지역이름을 딴 "Manachan" 라는 원소의 존재를 알렸다. 목사님이 분석한 모래는 지금은 Ilmenite라고 부르는 FeTiO3 이었다.
헝가리 사람으로 독일의 베르린에서 연구를 하던 Martin Kraproth도 여지껏 알려지지 않은 새로운 원소의 존재를 1795년에 발견하였고, 이 새로운 원소의 이름을 그리스 신화에 등장하는 하늘과 땅의 아들이면서 거인인 Titan이라고 명명하였다. 그리고는 1797년에 두사람이 발견한 원소가 동일한 것이라는 것을 알았고, 이 후로 영국에서는 Titanium으로, 그리고 독일에서는 Titan으로 명명되어 지금까지 사용되고 있다.
티타늄 원소는 18세기에 발견되었지만, 티타늄이 금속원소로 사용된 것은 Hunter가 1910년에 TiCl4를 Na으로 환원시켜 금속 티타늄을 추출하면서부터이다. 더욱이 Kroll이 1936년에 TiCl4를 금속 Mg으로 환원시켜 스폰지 티타늄의 추출에 성공하였고 수냉 동도가니를 이용해서 Ar 분위기 중에서 아크 용해하여 가단성(可鍛性)이 있는 금속 티타늄을 제조했다. Kroll은 그 후 미국으로 건너가 미국 광산을 중심으로 공업화에 성공하여 1948년에는 약 10톤의 스폰지 티타늄을 제조하기에 이르렀다. 금속 티타늄 제련이 기업화에 성공하고 난 뒤, 티타늄은 가벼우면서도 강하고 내식성이 좋은 특징 때문에 이상적인 금속으로서 인기가 있었다. 특히 가볍고 강한, 즉 비강도가 높은 재료를 필요로 하는 항공기용 소재로 적용되어 왔고, 2차대전 후 제트기 개발에는 필수적인 재료가 되었다, 또한 내식성이 우수하여 스테인리스 강이 부식되는 분야에서도 사용 가능하여 화학공업용 장치에 없어서는 안 될 중요한 재료가 되었다.
스폰지 티타늄의 기업화에 성공한 지는 50년 정도 경과하였고, 현재 세계의 스폰지 티타늄의 생산능력은 128,000톤에 달한다. 그러나 티타늄의 제련은 염소를 사용하거나, 불활성 분위기 또는 진공에서 수행뒤어져야 하는 어려움 때문에 스폰지 티타늄의 생산국은 러시아, 일본, 미국, 영국, 중극 등 일부 국가에 한정되어 있다.
티타늄이 본격적으로 생산되기 시작된 지 약 50여 년이 경과된 지금 티타늄은 항공우주, 화학공업 등의 분야 뿐만 아니라, 안경, 시계, 골프 용구 등 생활에 밀접한 분야에도 다양하게 사용되어 일반인들에게도 잘 알려지게 되었다. 티타늄은 비강도, 내식성 등이 우수하고 원료로 사용되는 산화 티타늄이 지각 중에 다량 존재하기 때문에 향후 여러 분야에서의 수요 증가가 기대된다.
티타늄은 지각을 구성하는 금속원소중 Al, Fe, Mg에 이어 4번째로 많다. 지각 중에는 산화티타늄(TiO2)의 형태로 존재하고 산화 티타늄을 50~90% 함유한 원광석은 Ni의 30배, Cu의 60배 정도로 풍부하게 존재한다.
현재 사용되고 있는 티타늄 광석은 산화 티타늄을 약 90%함유하는 rutile 광석과 철산화물과 티타늄 산화물이 각각 50%인 ilmenite 광석이다. 세계의 티타늄 광석 매장량은 아래 표와 같다.
세계 티타늄 광석 매장량
(단위:천톤)
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지역
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rutile 광석
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ilmenite 광석
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호주
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6,930
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24,300
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미국
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1,600
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69,300
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캐나다
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-
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77,400
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멕시코
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2,610
|
-
|
|
브라질
|
108,000
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27,000
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스리랑카
|
270
|
1,800
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말레이시아
|
1,530
|
117,000
|
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인도
|
-
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9,000
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노르웨이
|
-
|
40,500
|
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이탈리아
|
-
|
6,480
|
|
러시아
|
2,790
|
18,000
|
|
남아프리카
|
1,530
|
114,300
|
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사에라리온
|
16,200
|
-
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모잠빅
|
1,080
|
11,700
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이집트
|
-
|
9,000
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기타
|
5,690
|
5,220
|
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합계
|
148,230
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531,000
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