Właściwości mineralne i struktura mineralna
Do minerałów zawierających tytan zalicza się głównie ilmenit, rutyl, anataz, brukit, perowskit, sfen, tytanomagnetyt itp., przy czym ilmenit i rutyl są głównymi minerałami wykorzystywanymi do wytopu tytanu.
Wzór cząsteczkowy ilmenitu to FeTiO3, teoretycznie zawierający 52,66% TiO2 i 47,34% FeO. Jest to ruda o barwie stalowoszarej do czarnej, o twardości 5-6 w skali Mohsa, gęstości 4,72 g/cm3, średnim magnetyzmie, dobrym przewodzeniu i typie normalnym. Ilmenit jest zmieszany z magnezem i manganem lub zawiera drobne, łuskowate inkluzje hematytu.
Wzór cząsteczkowy rutylu to TiO₂, zawierający 60% Ti i 40% O₂. Jest to brązowoczerwony minerał, często zawierający mieszaninę żelaza, niobu, chromu, tantalu, cyny itp., o twardości 6 w skali Mohsa i gęstości 4,2–4,3 g/cm³. Rutyl jest minerałem o dobrym magnetyzmie, dobrym przewodnictwie elektrycznym, ciemnobrązowym przy wysokiej zawartości żelaza. Jest wydobywany głównie w formacjach aluwialnych.
Obszary zastosowań i wskaźniki techniczne
Rutyl i ilmenit są głównymi surowcami do wytopu metalicznego tytanu, produkcji dwutlenku tytanu, prętów spawalniczych i topników spawalniczych.
Tabela 1. Główne zastosowania rutylu i ilmenitu
Tabela 2. Norma jakości koncentratu tytanu
Tabela 3. Normy jakości naturalnego rutylu
Technologia przetwarzania
Zazwyczaj rudzie ilmenitu i rutylu towarzyszy wiele innych minerałów, takich jak magnetyt, hematyt, kwarc, skaleń, amfibol, oliwin, granat, chromit, apatyt, mika, piroksen. Kamienie itp. są na ogół wybierane poprzez separację grawitacyjną, separację magnetyczną, separację elektryczną i flotację.
Wzbogacanie grawitacyjne
Ta metoda jest zazwyczaj stosowana do wstępnej separacji rudy aluwialnej zawierającej tytan lub kruszonej rudy pierwotnej zawierającej tytan. Gęstość minerałów zawierających tytan jest zazwyczaj większa niż 4 g/cm³. Dlatego większość skał płonnych o gęstości mniejszej niż 3 g/cm³ można usunąć metodą separacji grawitacyjnej. Usuwanie minerałów. Sprzęt do separacji grawitacyjnej obejmuje osadzarkę, koncentrator spiralny, wibrator, zsuwnię itp.
Separacja magnetyczna
Metoda separacji magnetycznej jest szeroko stosowana w selekcji minerałów zawierających tytan. Możemy zastosować słabą separację magnetyczną do oddzielenia magnetytu, a następnie silną separację magnetyczną do oddzielenia ilmenitu o średniej masie magnetycznej. Na przykład, jeśli koncentrat zawiera więcej tlenku żelaza lub krzemianu żelaza, należy zastosować metodę separacji grawitacyjnej, aby usunąć zanieczyszczenia o niskim ciężarze właściwym. W przemyśle stosuje się zarówno separację magnetyczną na sucho, jak i na mokro. Urządzenia do separacji magnetycznej obejmują głównie cylindryczne separatory magnetyczne, płytowe separatory magnetyczne, pionowe separatory magnetyczne pierścieniowe o wysokim gradiencie itp.
Separator magnetyczny bębnowy
Separator magnetyczny płytowy o dużej intensywności pola magnetycznego
Wzbogacanie elektrostatyczne
Wykorzystuje głównie różnicę w przewodności elektrycznej między różnymi minerałami w grubym koncentracie zawierającym tytan do selekcji, takiej jak separacja rutylu, cyrkonu i monacytu. Stosowane są separatory elektryczne typu rolkowego, płytowego, sitowego i tak dalej.
Flotacja
Służy głównie do oddzielania drobnoziarnistej rudy zawierającej tytan. Powszechnie stosowane odczynniki flotacyjne obejmują kwas siarkowy, olej talowy, kwas oleinowy, olej napędowy i emulgatory. Metody wzbogacania obejmują flotację pozytywną tytanu i flotację odwrotną minerałów płonnych.
Współkorzystanie
W przypadku placerytu z większą liczbą minerałów towarzyszących, różnice w podatności magnetycznej właściwej, gęstości, przewodności elektrycznej i zdolności flotacji między minerałami można wykorzystać do ich rozdzielenia w łączonym procesie „magnetycznym, ciężkim, elektrycznym i flotacyjnym”. Na przykład, przybrzeżny piasek aluwialny zawiera minerały takie jak magnetyt, ilmenit, rutyl, piasek cyrkonowy, monacyt, piasek morski itp. Najpierw magnetyt jest oddzielany słabym polem magnetycznym, a następnie ilmenit jest oddzielany przez pionowy pierścień o średnim natężeniu pola magnetycznego. Pionowy pierścień o dużym natężeniu pola magnetycznego z pionowych odpadów pierścieniowych usuwa inne minerały zawierające żelazo, a następnie minerały o mniejszym ciężarze właściwym są oddzielane metodą separacji grawitacyjnej. W przypadku piasku morskiego, minerałami ciężkimi są rutyl i piasek cyrkonowy. Rutyl o lepszym przewodnictwie można wybrać metodą separacji elektrycznej, aby zapewnić skuteczną separację tego rodzaju minerałów.
Pionowy pierścieniowy separator magnetyczny o wysokim gradiencie
Sprawa wzbogacenia
W aluwialnych złożach w Indonezji występują magnetyt, tytanomagnetyt, ilmenit, rutyl, piasek cyrkonowy, piasek morski i niewielka ilość minerałów zawierających żelazo,Wśród nich głównymi minerałami docelowymi są ilmenit, rutyl i piasek cyrkonowy, a tytanomagnetyt, tlenek żelaza, krzemian żelaza i piasek morski stanowią zanieczyszczenia. Minerały są rozdzielane i kwalifikowane metodami fizycznymi, takimi jak separacja magnetyczna i separacja grawitacyjna. Wszystkie produkty w postaci koncentratów. Wśród nich głównymi minerałami docelowymi są ilmenit, rutyl i cyrkon, a ilmenit, tlenek żelaza, krzemian żelaza i piasek morski stanowią zanieczyszczenia. Poprzez separację magnetyczną, separację grawitacyjną i inne metody fizyczne, minerały są rozdzielane i wybierane są produkty w postaci koncentratów.
Wielkość cząstek piasku aluwialnego jest jednorodna, a ogólny rozmiar cząstek wynosi 0,03–0,85 mm. Produkty z koncentratu, takie jak ilmenit, rutyl i piasek cyrkonowy, są rozdzielane w procesie wzbogacania, obejmującym słabą separację magnetyczną + średnią separację magnetyczną + wysoką separację magnetyczną + separację grawitacyjną.
- Wskaźnik wzbogacenia przedstawiono w tabeli 4.
Rys. 1. Proces łączonego badania wzbogacania rudy piaskowej aluwialnej
Tabela 4. Wskaźniki testu wzbogacania łącznego
Wykorzystując różnicę w konkretnej podatności magnetycznej i gęstości między minerałami, poprzez połączony proces słabego + silnego pola magnetycznego + separacji grawitacyjnej, wybrano koncentraty ilmenitu o wydajności 25,37%, zawartości TiO2 46,39% i współczynniku odzysku 60,83%. Koncentrat rutylu o wydajności 8,52%, zawartości TiO2 66,15% i współczynniku odzysku 29,15%. Koncentrat cyrkonu z wydajnością 40,15%, zawartością ZrO2 58,06% i współczynnikiem odzysku 89,41%. Koncentrat żelaza zawiera więcej tytanomagnetytu, dlatego nie można wybrać kwalifikowanych produktów koncentratu żelaza.
Czas publikacji: 20 marca 2021 r.