氧化鈦鐵是一種由鈦和鐵元素共同組成的復(fù)合氧化物，其化學式為(Fe,Ti)?O?或FeTiO?（鈦鐵礦形式），在礦物學中常被稱為鈦鐵礦或鐵鈦礦。這種物質(zhì)在自然界中以黑色或棕黑色晶體形式存在，莫氏硬度介于5-6之間，具有典型的金屬光澤。從微觀結(jié)構(gòu)來看，其晶體屬于三方晶系，晶格常數(shù)a=5.088?（1?=10^-10米），c=14.092?，這種獨特的晶體結(jié)構(gòu)使其在多個工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出特殊價值。

在物理特性方面，氧化鈦鐵表現(xiàn)出優(yōu)異的耐高溫性能（熔點約1470℃）和相對密度4.7-4.8g/cm3。特別值得注意的是它的電磁特性，作為一種天然的半導(dǎo)體材料，其帶隙寬度約為2.54eV，這種特性使其在光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值。工業(yè)上主要通過選礦法從鈦鐵礦砂中提取，南非、澳大利亞和加拿大的礦床儲量最為豐富，其中南非理查茲灣礦區(qū)的礦石品位（TiO?含量）可達48%以上。

氧化鈦鐵在現(xiàn)代工業(yè)中扮演著多重角色，其中最重要的應(yīng)用是作為生產(chǎn)鈦白粉（二氧化鈦顏料）的原材料。通過硫酸法或氯化法工藝，每噸鈦鐵礦約可生產(chǎn)0.45噸TiO?顏料。此外在冶金領(lǐng)域，它被用作煉鋼中的護渣材料，能有效控制鋼水溫度（降低約20-30℃）并改善鋼錠結(jié)晶質(zhì)量。近年來隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)其作為鋰離子電池負極材料的可能性，理論比容量高達745mAh/g，是石墨材料的2倍以上。

環(huán)保應(yīng)用方面，氧化鈦鐵因其光催化特性引起廣泛關(guān)注。在紫外線照射下，其表面產(chǎn)生的空穴-電子對能高效分解有機污染物，對甲基橙染料的降解率可達92%（120分鐘照射）。地質(zhì)學家則利用其磁學特性研究古地磁場變化，因為晶體中的鐵離子會在冷卻過程中記錄當時的地磁場方向。需要特別說明的是，人工合成的氧化鈦鐵薄膜（厚度50-200nm）在太陽能電池領(lǐng)域展現(xiàn)出11.3%的光電轉(zhuǎn)換效率，這為低成本光伏材料開發(fā)提供了新思路。

從市場角度來看，全球氧化鈦鐵年產(chǎn)量約600萬噸，其中70%用于鈦白粉生產(chǎn)。中國作為最大消費國，2022年進口量達287萬噸，主要來自莫桑比克和越南。隨著新能源汽車和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，預(yù)計到2025年高端氧化鈦鐵材料（純度≥99%）的市場規(guī)模將突破18億美元。當前研究熱點集中在納米級氧化鈦鐵的制備，通過水熱法可獲得粒徑20-50nm的粉體，其比表面積達150m2/g，這種納米材料在催化領(lǐng)域的活性是常規(guī)產(chǎn)品的3-5倍。