[科普中国]-钛磁铁矿

简介

钒钛磁铁矿主要生成于基性或超基性岩体中，其中含有90多种矿物，主要是钛、铁、铬的氧化物和各种硅酸盐矿物，还有少量的硫、砷化合物，磷酸盐矿物等。常见的有价矿石矿物主要为钛磁铁矿和钛铁矿，另外还有少量的磁铁矿、赤铁矿和硫化物等。钛磁铁矿是一种含有钛铁矿、钛铁晶石、镁铝尖晶石等固溶体分离物的磁铁矿，区域变化可结晶为钛铁矿和磁铁矿1。

产状一般呈板状和柱状的钛铁矿及布纹状的钛铁晶石镶嵌于磁铁矿晶粒中。

性质与磁铁矿相似。主要产于岩浆矿床中。用于生产钛白粉和海绵钛，也是提炼金属钛和铁的主要矿物原料。

矿物成分磁铁矿中当Ti代替Fe，其中TiO2小于25%时称含钛磁铁矿，TiO2大于等于25%者称钛铁矿。含钒钛较多时，则称钒钛磁铁矿。含铬者称铬磁铁矿。钛磁铁矿与钒钛磁铁矿在高温时形成固溶体，温度下降时发生出溶，在光片中可看到钛铁矿在磁铁矿晶粒中生成的显微定向连生常沿磁铁矿的八面体裂开分布，叫钛铁磁铁矿。磁铁矿中的铁离子可被镁离子代替，构成磁铁矿－镁铁矿完全类质同像系列。

钛磁铁矿、钒钛磁铁矿同时亦为钛、钒的重要矿石矿物。富含Ti、V、Ni、Co等元素时可综合利用。

钛磁铁矿石具有固溶体分解结构，其主要矿物成分有：磁铁矿(Fe3O4)，钛铁矿(FeTiO3)。少量的赤铁矿(Fe2O3)，其余为脉石。钒主要以V3+形式取代部分Fe3+赋存于磁铁矿中。钒氧化物V2O3在矿石中含量一般为0.2—0.4%，有些矿石中含量较高(1.4—1.9%)。TiO2含量在2— 15%之间波动，铁的品位15—55%3。

综合利用从目前国内外钒铁磁铁矿资源开发利用的状况来看，鉴于钒钛磁铁矿石有价元素品位低，不能直接提取，一般要先经选矿处理。然后再对选矿产品进行加工利用。通常的开发利用方法一般是先采用磁选的方法分选以钛磁铁矿为主要回收对象的钒钛磁铁精矿，后再采用浮选、重选电选、强磁选电选或强磁选（或重选）、浮选等方法从尾矿中回收钛铁矿，到钛铁矿精矿4。

硫化物一般是在选铁过程中采用浮选法进行回收。所回收的钒铁磁铁精矿主要用于提取铁、钒，铁矿精矿主要用于制取海绵钛和钛白粉，硫化物精矿主要是用来回收钴、镍及其氧化物，此同时在铁、钒回收过程中回收钪、镓等有价元素1。

钒钛磁铁精矿是钒钛磁铁矿选矿获得的主要产物之一，要矿物是含钒的钛磁铁矿，其中的主要有价元素是铁、钒和钛，以类质同象形式赋存于铁磁铁矿中，换高价铁离子。铁磁铁矿是由主晶矿物、客晶矿、钛铁矿、铝镁尖晶石等形成的复合体。其中的客晶矿物主要以微细粒状或板状沿主晶矿物裂隙或晶粒边缘结晶，紧密共生、嵌布微细56。

从目前的研究现状来看，钒钛磁铁精矿的综合利用主要是从如何回收铁、钒和钛开展的，其中具有代表性的方法主要有高炉法，预还原电炉法，还原磨选法和钠化提钒还原电炉法等1。

钛磁铁矿的分布世界上钒钛磁铁矿资源主要分布在俄罗斯、南非、中国、美国、加拿大、挪威、芬兰、瑞典、印度、澳大利亚和新西兰等。根据公开报道的资料统计，上述国家钛磁铁矿的储量总量达亿吨以上。除此之外，巴西、智利、委内端拉、纳米比亚、埃及、阿联酋、斯里兰卡、马来西亚、印度尼西亚等国家均发现有钒钛磁铁矿资源615。

我国四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床中钛铁矿的储量极为可观，是世界上钛铁矿著名产地之一。碱性岩尤其是碱性伟晶岩中钛铁矿可形成很大的晶体，如前苏联乌拉尔的伊尔门矿山曾发现长达15cm的钛铁矿晶体。此外，常见于砂矿中。钛铁矿是提炼钛的重要矿物原料2。

四川钒钛磁铁矿矿床类型属晚期岩浆矿床，是四川铁矿资源的主要矿种，储量占全省铁矿总储量的85%以上，居全国铁矿储量第三位。四川钒钛磁铁矿矿床规模大，集中分布在攀西地区，特别是攀枝花、红格、白马三大矿区，储量占全省76%。钒钛磁铁矿沿安宁河断裂带断续分布长达300千米，矿体呈似层状、层状，一般厚度达数十至二百米7。

钛磁铁矿开发利用情况含钒钛磁铁矿可直接处理钛磁铁矿及其精矿作为提取钒的原料，或由其精矿制成钒渣后再提取钒3。

二十世纪二十年代，为了满足对钒、铁的需求，南非、前苏联、美国、加拿大、芬兰、挪威等一些国家就开始研究钒钛磁铁矿的分选和冶炼18。

中国钒钛磁铁矿开发主要集中在攀枝花矿区，但伴生元素综合回收率低，今后要重点提高钒钛磁铁矿炼铁中各种有价元素的综合回收利用，一是加强钛的综合回收，二是攻关硫钴精矿深加工技术，三是解决钒的有效回收提纯技术，使钒钛磁铁矿的综合回收利用元素达到铁、钒、钛、硫、钴5种元素7。