РУДНОЕ СЫРЬЕ ТИТАНА

Известно более 80 минералов, которые по суммарному содержанию титана составляют довольно большую долю в земной коре. В наиболее концентрированном виде металл находится в сравнительно редко встречаемом рутиле ТiO2 и еще реже в бруките и анатазе. Наибольшая доля его в природе представлена различными титанатами: простыми типа МeIIТіО3, в частности ильменитом FeTiO3 и перовскитом СаТіО3; реже встречаются ортотитанаты состава Ме2IIТiO4

Природный ильменит, имеющий первостепенное значение для металлургии, в действительности сложнее приведенной выше химической формулы: он находится в виде твердого раствора и тесных смесей с Fe2O3, Fe3O4 и титанатами иных металлов, в частности MgTiO3 и МnТіO3. В зависимости от отношения железа, титана и иных составляющих (иногда ТiO2) плотность минерала колеблется в пределах 4000—5250 кг/м3, а содержание титана в рудах 6—35%. Месторождения бывают коренного типа и россыпи (пески).

Ильменитовые руды, в которых железа (III) сравнительно мало, пока имеют преобладающее значение; однако по мере их расходования все больший интерес проявляется к титаногематитам и титаномагнетитам с высоким содержанием Fe2O3 и Fe3O4.

Рудное сырье титана

Рис. Схема обогащения титано-магнетитовых руд (пример)

Руды и пески часто комплексны: помимо рутила и циркона (ZrSiO4) в них встречаются примеси ванадия, тантала и ниобия. Порода состоит преимущественно из сложных силикатов железа и алюминия. Те и другие обогащают по разным схемам, комбинируя гравитацию, флотацию, магнитную и электростатическую сепарацию (рис.). После дробления и измельчения в замкнутом цикле руда мельче 0,5 Мм поступает на .мокрую магнитную сепарацию для выделения сильно магнитного концентрата, состоящего преимущественно из магнетита. Далее после гидравлической классификации ильменита и породообразующих минералов на концентрационных столах получают титановый концентрат, хвосты и шламы. Шламы флотируют, чтобы дополнительно извлечь ильменит, а флотационный концентрат очищают от железа снова магнитной сепарацией, но уже в сильном поле. Эта схема приведена как пример сочетания разных методов, из которых концентрацию на столах теперь все чаще заменяют флотацией.

Рудное сырье титана

Мокрая магнитная сепарация в пульпе отличается от сухой пригодностью для мелких руд, частицы которых лучше разделить.

Рис. 2. Схема барабанного коронного электросепаратора:

1 — буккер питания; 2 — направляющие лотки; 3 —барабан (300+400 мм; n= 30 об/мин); 4 —щетки для сбрасывания притянутых частиц; 5 — приемные бункера для продуктов обогащения; 5 —изолятор, 7 — коронирующие электроды; в —экран на изолятора; 9 — высоковольтный трансформатор

Вода предупреждает их слипание, комкование и облегчает выход легких зерен из зоны действия поля.

Россыпи обогащают концентрацией на столах, пользуясь значительным различием плотностей рудных минералов и силикатной породы. Первичный обогащенный продукт далее разделяют магнитной и электрической сепарацией на железотитановый, рутиловый или цирконовый концентраты.

Электрическая сепарация позволяет разделять минералы по электропроводности. В электрическом поле высокого напряжения, преимущественно в неравномерном, когда один — коронирующий электрод имеет малую поверхность, а второй — осади-тельный — большую, поведение мелких падающих частиц различно. Электропроводные минералы, касаясь положительного заряженного, заземленного, большого электрода, приобретают его заряд и падают вертикально. Диэлектрики поляризуются: на поверхности, удаленной от точки касания, возникает противоположный заряд, отталкивающий частицу от электрода. Схема электрического сепаратора для отделения сравнительно электропроводного ильменита от плохо проводящих циркона и рутила показана на рис.2.

Железо-титановые концентраты по минералогическому составу и степени окисления основной массы железа подразделяют на «закисные» (I) и «окисные» (II). Первые (30—35% Fe) представляют ценность для черной и цветной металлургии, а вторые

(18—20% Fe) — преимущественно для производства Средние данные о составе тех и других даны ниже, %:

  I II
TiO2 . . . 42—53 52—63
FeO . . . .31—38 до 5
Fe2O3 4—12 25—27
Р2О6 . . . 0,03 До 0,36

Перовскитовые руды, в которых титан представлен перовскитом СаТіО3, часто содержат редкоземельные элементы, легко обогащаются флотацией, но способы металлургической переработки концентратов пока недостаточно разработаны.

Другие источники титана: сфен — СаО•ТіО2•SiO2, где окись кальция бывает частично замещена FeO и МnО, лопарит (Na, Са, Се)2 (Ті, Nb)2 О6 и другие титно-ниобаты могут быть выгодно использованы при комплексной переработке, которая пока не представляется вполне ясной и в производстве применяется мало.

Титан получают в виде мелких полуспеченных зерен металла-губки. Затем, если надо, губку плавят в слиток. Этот магниетермический способ тесно связан с производством магния, от которого он получает металл — восстановитель и хлор, а возвращает пригодный для электролиза MgCl2.

Статья на тему Рудное сырье титана