钛矿成因及简介

一、矿物原料特点钛(Titanium)：元素符号Ti,原子序数22,原子量47.88,在元素周期表中位于第4周期WB族。钛是地壳中分布最广和丰度高(6320X1)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、镁而列居翁位，是制取钛渣、人造金红石、钛白、海绵钛、钛金属及钛材、焊条涂料的重要原料。由于金属钛呈银白色，具有熔点高(1727°C)、比重轻(4.5)、机械强度高(5)、耐低温(超低温下电阻率几乎为0)、耐磨蚀、线钛塑性良好(能薄壁化使用)、不易氧化、还原性强等特点；钛的氧化物一一二氧化钛(钛白)具有无毒、良好的物理化学稳定性(1000C煅烧后不熔于任何酸和碱)、折射指数高(2.55〜2.70),以及很强的白度、着色力(1150〜1650)、遮盖力(40〜50g/m2)、耐温性、抗粉化等特征，被称为“颜料之王”。钛是典型的亲石元素，常以氧化物矿物出现。地壳中含TiO2在1%以上的矿物有80余种，具有工业价值的有15种，我国主要利用的有钛铁矿、金红石和钛磁铁矿等。二、钛矿物及其赋存状态钛矿物及钛元素赋存状态钛族元素是较为活泼的金属，在自然界中主要形成各种复杂的化合物的矿物。迄今为止在自然界中尚未发现单质形式存在的自然元素。Ti显强的亲氧性，主要形成氧化物和含氧酸盐的矿物组合，很少出现硫化物的矿物。Ti4+同(Nb、Ta)5+、Sn4+等高价离子之间可以进行异价的类质同像。矿物类及主要工业矿物：主要形成氧化物和含氧酸盐的矿物：1、 金红石族：金红石2、 钛铁矿族：钛铁矿、钛磁铁矿、3、 榍石族4、 钙钛矿族5、 铌、钽、钛酸盐族：铌钽酸盐矿物主要钛矿物：钛矿物种类繁多，地壳中含钛1%以上的矿物有80多种，但具工业价值的仅十几种。当前工业利用的主要是金红石和钛铁矿，其次为锐钛矿、板钛矿和白钛石，其它还有红钛铁矿、钛磁铁矿、钛铁晶石、镁钛矿、红锰钛矿、钙钛矿、假板钛矿、钙铈钛矿、黑钛石、榍石等。1、 金红石TiO2，Ti60%，有时含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等；以其四方柱形、双晶、颜色为鉴定特征；可以和锡石(cassitoritc)区别；不溶于酸类加入碳酸钠予以烧熔，则可溶解于硅酸，若再加入过氧化氢，可使溶液变为黄色；复四方双锥晶类，常具完好的四方柱状或针状晶形。常见单形为四方柱m、a和四方双锥s等，有时出现复四方柱和复四方双锥。［矿物晶体形态］复四方双锥类，D4h-4/mmm(L44L25PC)。常具完好的四方柱状或针晶形。常见单形：四方柱m{110}、a{100}和四方双锥s{111}、e{101},有时出现复四方柱Y{320}、h{120}和复四方双锥z{321}(图6)。晶体常具平行c轴的柱面条纹。常以(011)为双晶面成膝状双晶，三连晶或环状双晶；依(031)形成的接触双晶少见。针状、纤维状晶体有时做为包裹体见于透明水晶中。有时成致密块状集合体。>金红石(图6)2、 钛铁矿铁、钛的氧化物矿物。成分为FeTiO3。含TiO252.66%，是提取钛和二氧化钛的主要矿物。三方晶系，晶体常成板状，集合体呈块状或粒状。钢灰或铁黑色，金属光泽，莫氏硬度5〜6,比重4.7〜4.78，具弱磁性。作为副矿物见于火成岩和变质岩中，也可形成砂矿。3、板钛矿提炼钛的矿物原料。二氧化钛的另一种同质异像矿物。化学成分为TiO2。含钛59.95%。斜方晶系。与金红石和锐铁矿成同质三象。晶体呈板状、叶片状。淡黄、褐到黑色。条痕浅黄色、浅灰至褐色。透明或半透明。金刚光泽或半金属光泽。莫氏硬度5.6〜6。密度3.9〜4.1克/厘米3。产于区域变质岩系的石英脉中，或作为火成岩的副矿物，有时产于接触变质岩石中，也是沉积岩的一种造岩矿物。主要产于变质岩中的阿尔卑斯型矿脉，也见于热液蚀变、接触变质作用及砂矿中。4、 锐钛矿是二氧化钛(TiO2)的三种矿物之一。它产於火成岩及变质岩内的矿脉中，一般还出现於砂矿床中，呈坚硬、闪亮的正方晶系晶体，并具有不同的颜色。许多锐钛矿是由榍石风化形成的，而且它本身可蚀变为金红石；TiO2类质同像替代有Fe、Sn、Nb、Ta等。此外，尚发现含Y族为主的稀土元素及U、Th。晶形一般呈锥状、板状、柱状。主要单形：平行双面c，四方柱m、a，四方双锥p、n、q、v、e等。类质同像替代有Fe、Sn、Nb、Ta等。此外，尚发现含Y族为主的稀土元素及U、Th。5、 白钛石钛铁矿的高度蚀变产物，又称蚀变钛铁矿(weatheredilmenite)。化学式TiO2-nH2O,TiO2o最高含量约94%(经验值)，密度3.5〜4.5g/cm3。莫式硬度4〜5.5级。颜色为黄灰色到褐色，白钛石实际上不是一种独立的矿物，而是隐晶质锐钛矿物、金红石、板钛矿、赤铁矿(偶尔还有榍石)的混合物，贮量不大，主要产于澳大利亚。可与钛铁矿、金红石混合成TiO2含量60%〜70%的混合矿，用于生产氯化法二氧化钛颜料等。矿相显微照片:

三、工业要求金红石及钛铁矿砂矿一般工业指标参考表砂矿名称边界品位kg/m3最低工业品位kg/m3可米厚度m夹石剔除厚度m金红石（矿物）120.5（剥采比＜4）钛铁矿（矿物）1015>0.5—1>0.5〜1砂矿储量规模划分标准矿种名称矿物及单位规模大型中型小型金红石矿物万t>102〜10<2钛铁矿矿物万t>10020〜100<20钛铁矿和金红石技术经济指标及主要用途标准部颁标准钛铁矿精矿工业技术经济指标金红石指标工业用途供生产钛合金、钛白粉用供生产人造金红石、高钛渣用供生产焊条涂料化学成分（%）一级品二级品三级品一级品二级品一类二类一类二类TiGo2>52>50>50>48>52>50>5095〜97P<0.02<0.02<0.025<0.03<0.03<0.04<0.05CaG,MgG不限不限不限<0.5<0.6<0.1FeG,Fe2G3不限不限不限不限不限不限四、储量规模世界钛矿资源储量

国别地质储量人104tTiO2储量人104tTiO2南非14600713063002435471306300澳大利亚193001710088003219498003300巴西103001800171811800美国770060805900101751370800印度460045703800767336603000中国410041004100683930003000挪威400039804000667257704000加拿大360046003600600540003100马达加斯加1900斯里兰卡1800130030031300乌克兰160025013002669250590马来西亚100100167100芬兰140140埃及170意大利220其它370033180100617211274100总计7380080710440001231004608427000注：所列数据分别来自BGS,WBMS,USGS。世界金红石（包括锐钛矿）储量国别地质储量人104tTiO。储量人104tTiO,澳大利亚510043001700430南非830830830830巴西850040挪威1000900美国1801807050印度770770660塞拉利昂310意大利880乌克兰250250250250斯里兰卡480480其它国家189801284总计271101700056943000注：所列数据分别来自BGS,USGS,WBMS。五、钛矿在我国的分布我国探明的钛资源分布在21个省（自治区、直辖市）共108个矿区。主要产区为四川，次有河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等省（区）。钛磁铁矿岩矿：主要矿床分布在四川省的攀枝花和红格，米易的白马，西昌的太和；河北省承德的大庙、黑山，丰宁的招兵沟，崇礼的南天门；山西省左权的桐峪；陕西省洋县的毕机沟；新疆的尾亚；河南省舞阳的赵案庄；广东省兴宁的霞岚；黑龙江省的呼玛；北京市昌平的上庄和怀柔的新地。金红石岩矿：主要矿床分布在湖北省枣阳的大阜山；山西省代县的碾子沟；河南省新县的杨冲；山东省莱西县的刘家庄。钛铁矿砂矿主要矿床分布在海南省万宁的保定、长安、兴隆，琼海的沙老、南港，陵水的乌石-港坡、万洲坡，文昌的辅前；广西壮族自治区藤县的东胜、三吉壤；广东省化州的平定；云南省保山的板桥；江西省定南的车步、赤水；湖南省岳阳的新墙河、华容的三郎堰；陕西省安康的月河恒口、大同。金红石砂矿主要分布在河南省西峡县的八庙子沟；山东省莱西县的刘家庄和储城市的上崔家沟；湖北省枣阳的大阜山；湖南省湘阴的望湘、岳阳的新墙河、华容的三郎堰；安徽省潜山的黄铺古井；海南省万宁县的保定。

六、主要钛矿类型我国钛矿床成因类型，最主要的是晚期基性、超基性岩浆