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文档简介
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
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