技能培训资料之钛铁矿概述.docx

1、钛铁矿的性质及应用
    钛铁矿是铁和钛的氧化物矿物，成分为FeTiO3，也可写成 FeO+TiO2。理论含钛量（以TiO2计）为52.66%，含铁量（以 FeO 计）为47.34%。实际组成比较复杂，一般来说含钛量介于50~60%，含铁量介于40~50%，其他杂质含量为5％左右。钛铁矿的品位变化较大，这主要取决于其形成条件。一般风化年代越久，TiO2品位越高，而且风化程度越严重三价铁含量与二价铁含量之比越大，多数情况下Fe2O3/FeO介于2.89~5.83。钛铁矿为三方晶系，晶体常呈板状，集合体呈块状或粒状，钢灰色或铁黑色，金属光泽，莫氏硬度5~6,密度4.7~4.78g/cm3，具有弱磁性。
    钛铁矿是生产海绵钛、制取钛白粉的主要原料，也是生产钛铁和电焊条的不可缺少的原料。在现代社会，钛白粉作为一种十分重要的化工原料已与现代生活息息相关，可用于制造金属钛、高级白色油漆、涂料、人造丝的减光剂、白色橡胶和高级纸张的填料。金属钛及钛合金则因其密度小、强度高、抗腐蚀、耐高温和可塑性好等优良性能，广泛应用于军事和空间技术工业，如喷气发动机、飞机机体和导弹火箭等；在化学工业中，钛主要用于合成纤维工业、石油化学工业、肥料工业和制碱工业等用的反应塔、热交换器、阀门等多种设备和部件上。另外钛还是首选的金属医用材料和除了贵金属铂、金以外最适合应用于首饰业的金属7。随着钛工业的发展，钛的用途已由军用转入民用，其应用前景是非常广阔的。
2、钛资源的分布
    钛是地壳中分布最广和丰度高（6320x10-6）的元素之一，占地壳重量的0.61%,列居第9位，而钛资源则仅次于铁、铝、镁而列居第4位。如果按储量钛不是稀有金属，钛资源十分丰富，现在已发现TiO2含量大于1％的钛矿物有140多种，但现阶段具有利用价值的只有少数几种矿物，主要是钛铁矿和金红石，其次是白钛矿、锐钛矿和红钛铁矿。
    在自然界中，钛铁矿作为伴生矿物见于火成岩和变质岩中，也可形成砂矿。主要分布于加拿大、挪威、南非、澳大利亚、美国、印度、中国、原苏联、斯里兰卡、巴西、芬兰等国。著名矿山有加拿大魁北克的埃拉德湖，挪威的 Telles 矿。海滨砂矿著名产地有印度特兰万科尔，美国纽约州 Maclntyre 矿，澳大利亚东海岸及芬兰 Otanmaki 。
    有关世界钛资源储量的统计和报道是多种多样的，不同来源的数据相差悬殊，造成差别的原因主要是统计时包括的矿物种类的不同。因此，有关世界钛资源的统计数据只具有参考价值，不是十分准确的完全统计。根据 USGS 等权威机构发表的资料，世界钛矿地质储量总计为5～12x100000000t（以TiO2计），其中钛铁矿约占80%，金红石（包括锐钛矿）约占20%。所统计的资源储量主要是砂矿资源，岩矿仅包括加拿大、挪威的品位特别高的钛铁矿富矿。钛磁铁矿未统计在内，因为其中的钛铁矿与磁铁矿紧密结合，无法选出含钛较高的钛矿物。
    我国的钛铁矿资源十分丰富，遍布20个省区，主要产地为四川、河北、海南、湖北、广东、广西、山西、山东、陕西、河南等省。钛铁矿占我国钛资源总储量的98%，金红石仅占2%。我国钛矿床的矿石工业类型比较齐全，既有原生矿也有次生矿，原生钒钛磁铁矿为我国的主要工业类型。在钛铁矿型钛资源中，原生矿占97%，砂矿占3%。
3、钛的矿床及主要钛矿物性质
    钛的矿床类型按成因可分为岩浆矿床、外生矿床和变质矿床三大类，其中岩浆矿床是含钛铁矿的主要矿床。在矿床中钛铁矿经常同磁铁矿等一起共生，往往形成大型的钛、铁和钒的综合矿床，此矿床中若钛铁矿的结晶粒度较粗，并能通过选矿的方法把它和磁铁矿分开，则此类矿床对于开采钛资源来说有很大的意义。我国攀西地区的大型钒钛磁铁矿床就是属于此类。外生矿床也是钛铁矿和金红石的重要来源之一，特别对于金红石的意义更大一些。变质矿床是当今钛的粘土岩、浸入岩和喷出岩在发生变质时，由于集合结晶作用等可能形成金红石矿物和钛铁矿矿物等。
4、主要矿物的性质
1）钛铁矿：三方晶系，晶体呈厚板状，但少见，常见呈致密块状和不规则粒状产出，钢灰色至铁黑色，含赤铁矿者条痕带褐色，具有金属光泽，弱磁性和弱导电性，性脆，一般与磁铁矿、赤铁矿共生。
2）金红石：四方晶系，晶形常为四方柱状，双品常见，以膝状双晶多见，有时并成三连晶，颜色有白色、桔红、鲜红至黑色，但常呈红褐或黑色，一般随含铁量的增加而加深，条痕黄至黄褐色，具有金刚光泽至半金属光泽，性脆，无磁性，导电性良好。
3）钙铁矿：六方品系，颜色由棕色到黑色，一般在其中常含有不多的铁、铝、铬等杂质，非磁性矿物。
4）榍石：单斜品系，岛状结构硅酸盐矿物，常含钇和铈，晶体呈黄、绿、棕色，透明到半透明，金刚光泽，柱面解理清楚，无磁性。
5、我国钛资源的特点
1）资源丰富、储量大、分布广。我国钛资源储量在世界上处于首位，广泛分布在我国20多个省区，钒钛磁铁矿相对集中在四川攀西地区和河北承德地区。钛铁矿砂矿主要集中在海南、广东、广西和云南省。金红石矿主要分布在湖北、山西、河南和陕西等省。
2）原生矿多，砂矿少。在我国已探明的钛资源中，钛铁矿原生矿占97%，砂矿占3%；金红石矿资源绝大部分为低品位的原生矿，其储量占全国金红石资源的86%，金红石砂矿占14%。
3）钛铁矿多，金红石矿少。钛铁矿型资源极其丰富，主要分布在四川、广东、广西、海南、云南和河北等省区，储量占到国内总量的98%。而金红石资源则严重不足，仅占2%。原生钒钛磁铁矿是我国的主要钛工业类型，占全国钛资源的90％以上。
4）贫矿多，富矿少。与国外相比，我国钛矿品位普偏低。钛铁矿平均品位一般为5%~10%；金红石平均品位一般为1%~5%，多在1%~2％左右。
5）无单一钛矿，均为多金属共生矿，伴生有多种可供综合利用的矿物组分。我国至今尚未发现单一的钛矿矿床，均为多金属共生矿。钒钛磁铁矿除含有巨大储量的铁、钛、钒以外，尚含有钴、镍、铜、铬、镓、锰、铌、钼、镜、硒、蹄、硫等极其丰富的伴生有益元素，有相当的综合利用价值。但该类矿分选难度大，回收率低，生产成本高，资源综合利用率太低。目前我国攀西地区钛矿，其资源利用率仅为6%~8%。原生金红石矿伴生有钛铁矿、透闪石、锆英石、磷灰石、石榴子石以及铌、钼等稀有元素。
6）钒钛磁铁矿主要为与基性岩﹣超基性岩有关的岩浆矿床，原生金红石矿床多产于前寒武纪古老变质岩系中，砂矿床则以残坡积风化壳类型为主。