鈦礦

鈦礦

鈦是典型的親石元素,常以氧化物礦物出現。地殼中含TiO2在1%以上的礦物有80餘種,具有工業價值的有15種,中國主要利用的有鈦鐵礦、金紅石和鈦磁鐵礦等。

概述

鈦礦 鈦礦

鈦(Titanium):元素符號Ti,原子序數22,原子量47.88,在元素周期表中位於第4周期ⅣB族。鈦是地殼中分布最廣和豐度高(6320×10-6)的元素之一,占地殼重量的0.61%列居第9位;而鈦資源則僅次於而列居第4位,是製取鈦渣、人造金紅石、鈦白海綿鈦、鈦金屬及鈦材、焊條塗料的重要原料。

由於金屬鈦呈銀白色,具有熔點高(1727℃)、比重輕(4.5)、機械強度高(5)、耐低溫(超低溫下電阻率幾乎為0)、耐磨蝕、線鈦塑性良好(能薄壁化使用)、不易氧化、還原性強等特點;鈦的氧化物——二氧化鈦(鈦白),具有無毒、良好的物理化學穩定性(1000℃煅燒後不熔於任何和鹼)、折射指數高(2.55~2.70),以及很強的白度、著色力(1150~1650)、遮蓋力(40~50g/m2)、耐溫性、抗粉化等特徵,被稱為“顏料之王”。

因此,鈦及其氧化物、合金產品是重要的塗料、新型結構材料、防腐材料,被譽為“繼鐵、鋁之後處於發展中第三金屬”和“戰略金屬”,也是“很有希望的金屬材料”,在航空、航天、艦船、軍工、冶金、化工、機械、電力、海水淡化、交通運輸、輕工、環境保護、醫療器械等領域,有著廣泛的套用,並創造了巨大的經濟效益和社會效益,在國民經濟發展中有其重要的地位和作用。

分布

鈦礦分布圖鈦礦分布圖

中國探明的鈦資源分布在21個省(自治區、直轄市)共108個礦區。鈦礦主要為釩鈦磁鐵礦中的鈦礦、金紅石礦和鈦鐵礦砂礦等。主要產區為四川,次有河北、海南、廣東、湖北、廣西、雲南、陝西、山西等省(區)。

鈦磁鐵礦岩礦:主要礦床分布在四川省的攀枝花和紅格,米易的白馬,西昌的太和;河北省承德的大廟、黑山,豐寧的招兵溝,崇禮的南天門;山西省左權的桐峪;陝西省洋縣的畢機溝;新疆的尾亞;河南省舞陽的趙案莊;廣東省興寧的霞嵐;黑龍江省的呼瑪;北京市昌平的上莊和懷柔的新地。

金紅石岩礦:主要礦床分布在湖北省棗陽的大阜山;山西省代縣的碾子溝;河南省新縣的楊沖;山東省萊西縣的劉家莊。

鈦鐵礦砂礦:主要礦床分布在海南省萬寧的保定、長安、興隆,瓊海的沙老、南港,陵水的烏石-港坡、萬洲坡,文昌的輔前;廣西壯族自治區藤縣的東勝、三吉壤;廣東省化州的平定;雲南省保山的板橋;江西省定南的車步、赤水;湖南省岳陽的新牆河、華容的三郎堰;陝西省安康的月河恆口、大同。

金紅石砂礦:主要分布在河南省西峽縣的八廟子溝;山東省萊西縣的劉家莊和儲城市的上崔家溝;湖北省棗陽的大阜山;湖南省湘陰的望湘、岳陽的新牆河、華容的三郎堰;安徽省潛山的黃鋪古井;海南省萬寧縣的保定。 

類型

中國鈦礦床成因類型,最主要的是晚期基性、超基性岩漿結晶分異型和貫入型釩鈦磁鐵礦岩礦床;

其次,是濱海沉積型鈦鐵礦、金紅石(共生或伴生)砂礦床;砂礦據形成條件進而可分為沙丘型、岸灘(階地)型、沙堤型、濱海底流型砂礦;

第三,是富含鈦礦物地質體風化富集形成的殘坡積型鈦鐵礦、金紅石砂礦床;

第四,是產於富含鈦礦物的基性岩或古老變質岩系中形成的區域變質、沉積變質型金紅石、鈦鐵礦岩礦床;

第五,是河流沖積或湖濱沉積型鈦鐵礦、金紅石砂礦床。

礦業簡史

1789年,英國業餘礦物學家格雷戈爾(WilliamGregor)神甫在其教區哥納瓦爾州的默納金山谷里的黑色磁性砂石(鈦鐵礦)中發現一種新的元素(鈦),當時命名為“默納金尼特”(Menaccanite)。
1795年,德國化學家克拉普羅特(M.H.Klaproth)在對岩石礦物作系統分析檢驗時發現一種新的金屬氧化物,即是現在的金紅石(TiO2)亦含有此新元素,他把此新元素以希臘神話中天地之子Titans(泰坦神)命名為鈦(Titanium)。“鈦”亦即是格雷戈爾所稱的“默納金尼特”。
中國鈦礦資源的地質勘查,主要是新中國成立後的50年代至60年代進行的,並相繼投入開發;中國鈦礦資源的深加工利用(生產鈦白、焊條塗料、海綿鈦、鈦金屬、鈦材等),則是從1954年由北京有色金屬研究院研製海綿鈦開始,1958年瀋陽有色金屬加工廠建成海綿鈦及鈦材加工車間投產,60年代末開始形成鈦工業體系(生產海綿鈦、鈦加工材等多種產品),至1997年,中國鈦工業已形成礦山-冶煉-加工和科研-設計-生產-套用兩個相互關聯、比較完整的體系。中國是世界上鈦精礦、鍛軋鈦、鈦製品、鈦氧化物和銳鈦型鈦白顏料的出口國之一。

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