TiO2 【化学组成】常含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等类质同像混入物。当其间富含Fe时称为铁金红石，Fe2+和Nb5+(Ta5+)可与Ti4+成异价类质同像置换。当Nb大于Ta时，称铌铁金红石；当Ta大于Nb时，称钽铁金红石。金红石的成分能够作为标型特征：碱性岩中金红石富含Nb；基性岩和岩浆碳酸盐中金红石含V；伟晶岩中金红石含Sn；而月岩中的金红石则富含Nb和Cr。 【晶体结构】四方晶系； a0=0.459 nm，c0=0.296 nm；Z=2。金红石的晶体结构表现为O2-近似成六方严密堆积，而Ti4+坐落变形八面体空地中，构成Ti—O6八面体配位。Ti4+配位数为6，O2-配位数为3。在金红石的晶体结构中Ti—O6配位八面体沿c轴共棱成链状摆放。链间由配位八面体共角顶相连(图Y-10)。金红石沿c轴延伸的柱状晶形和平行延伸方向的解理，反映链状结构的特征。   图Y-10金红石的晶体结构  (a) 离子堆积方式；(b) 晶体结构格架方式及多个晶胞叠置，［TiO6］八面体同棱联接成的链，其间示出了两种［TiO6］八面体链，一种是以晶胞体心中的Ti为中心的［TiO6］八面体链，另一种是以晶胞角顶上的Ti为中心的［TiO6］八面体链。 【形状】常见无缺的四方短柱状、长柱状或针状（图Y-11），这与其构成条件有关。当有Nb、Ta、Fe、Sn等混入物存在时，常成双锥状、短柱状晶形，如伟晶岩中所见；而当结晶速度较快，则呈现长柱状、针状晶形，如含金红石石英脉中所见。双晶依(101)成肘状双晶和三连晶以及环状六连晶;依(301)故意状双晶者罕见。集合体成细密块状。                 图Y-11金红石的柱状晶体 【物理性质】常见褐红、暗红色，含Fe者呈黑色；条痕浅褐色；金刚光泽；微通明。解理平行{110}中等。硬度6～6.5。相对密度4.2～4.3。性脆。铁金红石和铌铁金红石均为黑色，不通明。铁金红石相对密度4.4，而铌铁金红石可达5.6。 【成因及产状】金红石构成于高温条件，首要产于变质岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外,在火成岩中作为副矿藏呈现,亦常呈粒状见于片麻岩中。金红石因为其化学稳定性大,在岩石风化后常转入砂矿。 【判定特征】四方柱形,膝状双晶,带红的褐色、柱面解理完全为特征。溶于磷酸冷却稀释后，参加Na2O可使溶液变成黄褐色(钛的反响)。与类似矿藏锡石和锆石的区别是：锡石具较大相对密度(6.8～7.0),而锆石具较大的硬度(7.5)。 【首要用途】为炼钛的矿藏质料。钛合金广泛应用于化工、军工和空间技术，如用于喷气发动机、飞机机体和火箭等；也用于碱工业等用的反响塔、蒸馏塔、热交换器、阀门等多种设备和部件上。人工金红石可制作优质电焊条；钛可制高档白色油膝、涂料、人工丝的减光剂、白色橡胶和高档纸张的填料。

1.原 理     复原锈蚀法是一种选择性除铁的办法以，首先将钛铁矿中铁的氧化物经固相复原为金属铁，然后用电解质水溶液将复原钛铁矿中的铁锈蚀并别离出去，使TiO2富集成人工金红石。这种办法是澳大利亚研讨成功的，现在澳大利亚西方钛公司已建成了年产能力达79万吨锈蚀法人工金红石的工厂。锈蚀法出产人工金红石包含氧化焙烧、复原、锈蚀、酸浸、过滤和枯燥等首要工序。锈蚀法出产人工金红石工艺流程如图1所示。        ②氧化焙烧,澳大利亚在研讨和工业化初期，复原之前进行预氧化焙烧处理，所用质料是半风化的钛铁矿(TiO2含量为54%~55%，Fe3+/Fe2+=0.6~1.2)。预氧化焙烧的意图是为了削减在固相复原进程中矿藏的烧结。钛铁矿预氧化生成高铁板钛矿和金红石：                                              4FeTiO3+O2===2Fe2TiO5+2TiO2     可是现在工业化出产中，已取消了预氧化工序。     澳大利亚的氧化焙烧是在反转窑中进行，以燃油为燃料，窑中最高温度为1030℃。在空气中进行氧化焙烧，先把钛铁矿中的Fe2+氧化为Fe3+，氧化是不完全的，一般仍含有3%~7%的FeO.将氧化矿冷却至600℃左右，即进入复原窑。[next]     ③复原，钛铁矿的复原是在反转窑中进行，选用煤作复原剂和燃料，澳大利亚运用本地廉价的次烟煤，物料经氧化后，钛铁矿中的铁得到活化，可进步复原速率和复原率，并可防烧结。复原温度操控在1180~1200℃，由于温度＞1030℃时，固体碳即生成CO，CO在第一阶段将Fe3+复原为Fe2+，第二阶段将Fe2+复原为Fe，并随同有部分TiO2被复原。要防止空气进入而引起金属铁被氧化。复原可使93％~95％的铁复原为金属铁。当温度超越1200℃时，则会发作矿藏的严峻烧结而使反转窑结圈。窑内温度是经过调理加煤速度和通风速度而操控的。其反响式如下：                                            Fe2O3·TiO2+3C===2Fe+TiO2+3CO                                      Fe2O3·TiO2+2CO===FeO·TiO2+Fe+2CO2                                             FeO·TiO2+CO===Fe+TiO2+CO2     为了削减锰杂质对复原进程的搅扰，澳大利亚在复原进程中参加一定量的硫作催化剂，使矿中的MnO优先生成硫化物，削减锰对钛铁矿复原的影响，而所生成锰的硫化物，可在这以后的酸浸进程中溶解而除掉，然后可进步产品的TiO2档次。     从复原窑卸出的复原矿，温度高达1140~1170℃，有必要将其冷却至70~80℃，方可进行筛分和磁选脱焦，别离出煤灰和余焦而取得复原钛铁矿。     ④锈蚀，锈蚀进程是一个电化学腐蚀进程，是在含1％NH4C1或水溶液的电解质溶液中进行。锈蚀是放热反响，温度可升高到80℃。复原钛铁矿颗粒内的金属铁微晶相当于原电池的阳极，颗粒表面相当于阴极。在阳极，Fe失掉电子变成Fe2+离子进入溶液：                                                   Fe一2e→Fe2+     在阴极区，溶液中的氧承受电子生成OH-离子：                                           2H2O+O2＋4e→4OH-     颗粒内溶解下来的Fe2+离子，沿着微孔分散到颗粒外表面的电解质溶液中，一起通入空气使之进一步氧化生成水合氧化铁细粒沉积：        所生成的水合氧化铁粒子特别小，依据它与复原矿的物性不同，可将它们从复原矿的母体中别离出来，取得富钛料。     ⑤酸浸，选用4%的硫酸在80℃常压下，将上述富钛料进行浸出，其间残留的一部分铁和锰等杂质溶解出来，经过滤、水洗，在反转窑中枯燥、冷却，即可取得TiO2含量为92%的人工金红石。副产品氧化铁中含有1%~2%的TiO2，钛铁矿中钛的回收率可达98.5%，每吨产品耗费锈蚀剂氯化铵11kg，耗电135KW·h.澳大利亚和我国选用各自的钛铁矿制出的人工金红石产品组成见表1。 表1             复原锈蚀法人工金红石产品组成(质量分数)单位:%成分澳大利亚我国质料钛精矿人工金红石氧化砂矿人工金红石藤县矿人工金红石ΣTiO255.0392.088.0487.05Ti2O3 10.0  FeO22.204.63  Fe2O318.80 6.358.70SiO2 0.70.840.81CaO 0.030.120.31MgO0.180.150.120.22Al2O3 0.71.290.10MnO1.432.01.171.04S 0.150.0050.009P  0.0180.019C 0.150.0280.029[next]       ⑥复原锈蚀法的长处     a.人工金红石产品粒度均匀，色彩安稳；     b.用电量和氯化铵、、硫酸的量均少，复原时首要是以煤为复原剂和燃料，并可运用廉价的褐煤，因此产品本钱较低；     c.三废简单管理，在锈蚀进程中排出的废水挨近中性(pH值为6~6.5)，赤泥经枯燥可作炼铁质料，也可进一步加工成氧化铁红，污染较少。     ⑦复原锈蚀法的缺陷:仅合适处理高档次的钛铁砂矿。     由于复原锈蚀法工艺自身的原因，所出产出的产品档次只能到达92％。后来国外RGC在工艺中进行了改善，加了一道酸浸工序，使TiO2档次从92％进步到94％，并下降了产品中铀、钍放射性元素的含量。     2.浸出法     ①原理，在国外用稀浸出法制取人工金红石有两种稍有不同的办法。其间运用较广而有代表性的是美国科美基公司选用的BCA循环浸出法。这种办法首要是钛铁矿在稀中选择性地浸出铁、钙、镁和锰等杂质而被除掉，然后使TiO2得到富集而进步了档次。其首要反响如下：                                 FeO·TiO2+2HC1===TiO2+FeCl2+H2O                                 CaO·TiO2+2HC1===TiO2+CaC12+H2O                                 MgO·TiO2+2HC1===TiO2+MgC12+H2O                                MnO·TiO2+2HC1===TiO2+MnC12+H2O     在浸出进程中TiO2有部分被溶解，当溶液的酸浓度下降时，溶解生成的TiOCl2又发作水解而分出TiO2水合物：                               FeO·TiO2+4HC1===TiOC12+FeC12+2H2O                               TiOC12+(x+1)H2O===TiO2·xH2O↓+2HC1     ②BCA循环浸出法将钛铁精矿与3%~6%的复原剂(煤、石油焦)接连参加反转窑中，在870℃左右将矿中的Fe3+复原为Fe2+，复原矿中Fe2+占总铁的80%~95%，在此进程中还添加2%的硫作催化剂，以进步TiO2回收率，出窑时应敏捷冷却至85~93℃，以防止氧化。复质料经冷却参加球形反转压煮器中，用18%~20%的再生浸出4h，浸出温度130~143℃，压力0.25MPa，转速1r/min.然后用含有18%~20%的蒸腾物注入压煮器中，以供给所必需的热，防止蒸汽加热构成浸出液变稀。浸出后，固相物经带式真空过滤机进行过滤和水洗，然后在另一个窑顶用870℃煅烧制成人工金红石。     浸出母液中的铁和其他金属氯化物，经过喷雾氧化焙烧法使这些氯化物都分化为氯化氢和相应的氧化物。其间FeCl2氧化成氧化铁红：        用洗刷水吸收分化出来的氯化氢便得到，然后将这再生的回来浸出工序运用，使构成闭路循环。BCA循环浸出法制取人工金刚石工艺流程如图2所示。        BCA法年产10万吨人工金红石的工厂，若选用TiO2含量为54%的钛铁矿，则可副主氧化铁约6.5万吨。球形热压器选用钛合金材料，酸蒸腾选用石墨设备，其他为钢衬胶设备。[next]     ③BCA循环浸出法的长处     a.以含TiO254％左右的钛铁矿为质料，可出产出TiO2含量在94％左右的人工金红石，产品具有多孔性，是氯化制取TiCl的优质质料；     b.合适处理各种类型的钛铁矿；     c.浸出速度快，除杂能力强，不仅能除铁，还可除钙、镁铝和锰等杂质，可取得高档次的人工金红石；     d.循环浸出，洗刷产品的洗刷水，吸收氯化氢生成，又可循环运用。每吨产品只需弥补150kg即可。由于母液经喷雾氧化焙烧再生，并闭路循环运用，发生的废料少，污染少。    ④BCA循环浸出法的缺陷，所用的是强腐蚀性的酸，对设备腐蚀严峻，而需求专门的防腐材料来制作设备，因此出资较大；喷雾氧化焙烧再生的能耗较高。   BCA法后来被改善可以用低档次钛铁矿为质料，出产出TiO2含量在95%~97%之间的人工金红石。改善了钛铁矿的预处理技能和从浸出母液再生的技能。     3.硫酸浸出法     ①原理,日本石原工业株式会社选用印度高档次钛铁矿(氧化砂矿，TiO2含量59.5％，矿中的铁首要是以Fe3+方式存在)，先用复原剂将Fe3+复原为Fe2+，然后运用硫酸法钛白出产排出的浓度为22%~23％的稀废硫酸进行加压浸出，使之溶解矿中的铁杂质而使TiO2富集。这种出产人工金红石的办法源于石原公司，故称石原法。石原法包含复原、加压浸出、过滤和洗刷、锻烧等工序。石原公司早已建成了年产10万吨人工金红石的工厂。稀硫酸浸出法出产人工金红石工艺流程如图3所示。        ②复原以石油焦为复原剂，在反转窑中，将矿中的Fe3+复原为Fe2+，复原温度为900~1000℃，时刻为5h,复原所得的Fe2+应占总铁的95％以上，窑内要求正压操作(19.6~39.2Pa),复质料在冷却窑中于阻隔空气的情况下，冷却至80℃出料。用磁选机别离，除掉残焦，剩余的复质料，作为下道工序浸出之用。[next]     ③加压浸出在一台80m3衬有耐酸砖的浸取罐中，参加浓度为22%~23%的稀硫酸，按固液比为1:3参加复质料，压力0.1~0.15MPa，温度为120~130℃,拌和浸取8h,使矿中的Fe2+被溶解而生成硫酸亚铁进入溶液，而TiO2留在固相中。其反响式如下：                                                FeTiO3+H2SO4===FeSO4+TiO2+H2O     在酸浸进程中，TiO2也部分被溶解而后又水解分出，参加TiO2水合胶体为晶种可扩展固液两相间的浓度差，然后可加快铁的浸出速度和添加浸出率；也有助于操控产品的粒度，削减细粒产品。由于硫酸的浸出作用比差，一次浸出物中含有部分浸出不完全的矿藏，可回来复原或浸出工序，重新处理。     ④过滤和洗刷浸出后的产品经带式过滤机进行固液别离，分出的固相物经水洗、烘干即为富钛料。分出的液相是含有FeSO4的滤液，用作制取硫酸按和氧化铁红。其反响式如下：        ⑤煅烧，煅烧可除掉富钛猜中的水分和脱硫，煅烧在另一个窑中于正压(49~68.6Pa)下进行，窑头温度为900℃左右，煅烧品经冷却包装，即为人工金红石制品。     日本石原工业株式会社所用的质料钛铁精矿和产品人工金红石的组成见表2。  表2                 石原法的质料和产品的组成(质量分数)   单位：%成分质料产品印度钛铁精矿普通人工金红石焊条用人工金红石TiO259.6296.195.9FeO9.47  Fe2O324.621.71.85Al2O31.320.460.35Cr2O30.160.150.18CaO0.090.010.01MgO0.280.070.05MnO0.480.030.03P2O50.140.170.05V2O50.20.200.21SiO20.70.500.48ZrO20.860.150.16SO3 0.030.03       石原法出产人工金红石，每吨产品需求耗费上述钛铁矿1.78吨、焦油98kg，TiO2回收率可达90%。     ⑥石原法的长处     a.石原法不但可除掉矿中的铁，还可部分除掉钙、镁、铝和锰等可溶杂质，可取得TiO2含量96%的高档次产品；     b.该法运用硫酸法钛白出产厂的废硫酸，既使产品的本钱下降，又处理了钛白出产的三废管理问题；     c.浸出的副产品FeSO4,被用来加工成硫酸铵肥料和氧化铁红。     ⑦石原法的缺陷该法稀硫酸浸出能力差，只合适于处理高质量的钛铁精矿，假如钛铁精矿档次较低，则会使工艺进程变得杂乱，并会下降产品的质量。一起三废量大，副流程杂乱。

中国地质科学院矿产综合利用研究所通过对主要矿物比磁化系数的测定，发现金红石、石榴石、绿辉石和钛铁矿均为顺磁性矿物，比磁化系数最高者为钛铁矿 江苏东海毛北矿区金红石矿是一榴辉岩型原生金红石矿，矿石中富含石榴石、绿辉石和磷灰石等。原矿中TFe14.95%、TiO25.14%，主要工业矿物为金红石、钛铁矿，其次为钛磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿等;脉石矿物主要为石榴石、绿辉石，其次为白云母、角闪石、石英和磷灰石等，石榴石在选矿中成为影响金红石精矿品位和回收率提高的重要制约因素。 中国地质科学院矿产综合利用研究所通过对主要矿物比磁化系数的测定，发现金红石、石榴石、绿辉石和钛铁矿均为顺磁性矿物，比磁化系数最高者为钛铁矿，其次为石榴石，金红石和绿辉石几乎相同。在适当的磨矿粒度下，采用强磁选，绝大部分石榴石和钛铁矿将富集于强磁精矿中，实现与金红石和绿辉石的初步分离。金红石与绿辉石的密度差异较大，但与石榴石差异较小，采用重选工艺，金红石和绿辉石可以获得较好的分离，但金红石和石榴石分离则较难。 项目采用全粒级或部分分粒级磁选-重选-磁选-脱泥分级-浮选联合工艺，均可获得TiO2品位为90%的金红石精矿以及纯度为88%的石榴石与绿辉石精矿，三种矿物的回收率均在67%以上。全粒级与部分分粒级工艺相比，获得的石榴石和绿辉石精矿的纯度和回收率基本相同;但在TiO2品位基本相同(90%)的情况下，部分分粒级比全粒级工艺总回收率高3个百分点。 选矿初步经济分析表明，其采用“部分分粒级磁选-重选-磁选-脱泥分级-浮选“联合工艺处理本矿，按年加工处理250万吨原料，生产TiO2品位为90%的金红石精矿、纯度为88%左右的石榴石和绿辉石3种精矿计算，其年利税金额可达64642.9万元，经济效益显著。

矿山位于西非塞拉利昂首都弗里顿东南270公里，靠近莫扬巴和邦地区的谢布罗岛附近的大西洋海岸，塞拉利昂冲积砂矿生成于第三纪和更新世，可望开采利用的金红石矿床较多。目前开采的是储量最大、品位最高的奠格维靡（Mogbwemo）矿床。该矿床品位最高的表层，平均TiO2含量为2.5%。整个矿层都金红石含量TiO2大于2%。此外，还伴生有锆英石和钛铁矿，因量少，目前尚未开采利用。 该矿采矿采用0.68米3多斗采砂船。船上共有68个料斗，挖掘速度26斗∕分，挖掘深度为水平而下15.25米，并可及水平面上6.1米。挖掘能力1445吨／时，船重2700吨，安装功率4200千瓦，由岸上电厂以13.2千伏电缆供电。此外，为采矿还备有一些辅助设备，包括有：D7、D9推土机备一台；D8推土机三台；Cat－950装载机一台；Manitowoc150Terane平路机一台；两台38B移动式吊车；一部Dodge运水车；两台12吨水力吊车。 采出的矿先用一台5.74米×6.71米擦洗机进行第一次洗矿，然后再给到另外两台擦洗机进行第二次洗矿。擦洗机排出的细粒级部分送到16台德里克（Darrick）高频振动筛进行筛分，筛上＋1毫米物料作为尾矿排躲，筛下物料用砂泵通过一条由浮架支撑的直径为610毫米的管道送到水上浮动湿选厂。浮动选厂为一单独选船，与采船相距600米。 水上浮动选厂，进行第Ⅰ段湿选，第二段湿选在岸上摇床选厂进行。 送到浮动湿选厂的矿石，先经两段水力旋流器脱泥，旋流器底流粒度为－1～0.063毫米，品位为TiO22～4%，干矿量580吨／时。经20台赖克特圆锥选矿机选别后，精矿品位提高到48～51%TiO2。精矿量34.5吨∕时，用一台Zimpro高压泵，通过7.62厘米（3英寸管）运往岸上储矿场，储矿场可存摇床给矿10000吨。 岸上摇床选厂包括四台八室水力分级机，首先将第Ⅰ段湿选精矿给入该分级机分级，然后给入八台三层，斯特999型摇床，摇床精矿品位提高到含TiO270%左右，重矿物含量为95%。摇床精矿重矿物组成是金红石、假金红石、锆英石、钛铁矿、独居石、石榴石及少量石英轻矿物。 摇床精矿经过滤、干燥后送干选。过滤采用2.44米直径的卧式道尔－欧利佛（Dorr－Oliver）过滤机，干燥采用直径2.2米，长18.3米的回转窑进行，回转窑为直接加热式，炉温425℃，以标准柴油为燃料，干燥能力为25吨／时。从回转窑排出到干选厂的物料温度为150～175℃。 进入干选的矿石，先经几段卡普科（Corpco）高压（28千伏）辊式电选机，使非导体矿物（锆英石，石英、独居石和石榴石）与大部分导体矿物（金红石和钛铁矿）分离。然后再经几段筛分及感应辊式磁选机分离出金红石与钛铁矿。由于锆英石与金红石分离困难，1980年在流程中配置了八台M.D.L板式静电选矿机，即保证了产品质量，又提高了回收率。 干选厂处理矿石18.7吨／时，金红石精矿产量13.2吨／时，精矿品位为TiO2 96%，ZrO2及Fe2O3的含量小于1%。 塞拉利昂年产10万吨金红石精矿选厂生产流程见图1。图1  年产10万t金红石精选厂生产流程

1、磁选实验 将金红石矿样磨至细度-74μm95%，给入磁选机进行磁选，磁场强度为0.7T。磁选成果表明，在磁场强度0.7T下，磁性产品产率为19.74%，档次为0.58%，金红石占有率为4.95%。磁选抛除了很多的磁性矿藏，非磁性产品中，金红石得到开始富集。 2、螺旋溜槽脱泥实验 金红石原矿细磨今后矿藏粒度较细，影响浮选实验的目标，所以使用螺旋溜槽进行脱泥实验。将金红石原矿5kg磨至-74μm占95%进行磁选，磁选精矿进螺旋溜槽脱去矿泥，重复三次实验。由实验成果可知，使用磁选设备对原矿进行磁选，可扔掉尾矿20%〜27%。非磁性产品使用螺旋溜槽脱泥后的产率为65.83%，回收率为90.04%。 3、浮选闭路实验 脱泥实验所得精矿进入浮选作业，以乙烯(SPA)和正辛醇(OCT)为组合捕收剂进行浮选闭路实验，浮选闭路实验流程如图所示。通过四次物料循坏，金红石产率、金属量趋于平衡，终究两次浮选目标如表所示。闭路实验的成果表明，两次成果加权均匀得到的精矿产率为4.10%，档次为70.98%，回收率为88.60%。金红石得到很好富集，金红石回收率较高。 4、浮选精矿磁选-焙烧-酸洗 浮选出的金红石精矿档次在70%左右，其间尚含有钛铁矿，少量角闪岩等杂质，少最硫和磷，需通过磁选除掉钛铁矿等杂质，焙烧酸洗除掉硫和磷，方能得到高档次的金红石。将浮选精矿磁选(湿式磁选). 由以上实验可知，通过联合工艺流程，磁选抛尾20%左右，脱泥产品进入浮选得到浮选精矿档次70.98%，作业回收率88.60%。浮选精矿经磁选-焙烧-酸洗，终究得到精矿档次89.53%，回收率74.78%。该金红石矿选用磁选-重选-浮选联合流程进行分选是可行的。

细粒金红石矿分步浮选粗选抛尾办法。本发明触及一种细粒金红石矿分步浮选粗选抛尾技能，属矿藏加工工程技能领域。本发明首要使用硫酸铝按捺金红石及不同程度活化硅酸盐矿藏的特性，使用油酸钠作捕收剂反浮选金红石，完成反浮选过程中有用脱泥；再使用钠和羧甲基纤维素与矿浆中的剩下硫酸铝的协同效果，组合按捺脉石矿藏，选用(或)作金红石活化剂，羟肟酸钠和苄基胂酸(或乙烯)为组合捕收剂正浮选金红石，即“先按捺金红石反浮选，再活化金红石正浮选”的“分步浮选”完成了细粒金红石粗选抛尾。该办法的金红石富集比高、回收率高，抛尾完全，能够大大下降金红石的选矿本钱。

我国天然金红石资源绝大部分为低档次的原生矿石，其储量占全国金红石资源总量的86%，而金红石砂矿仅为14%。因为金红石资源档次低、粒度纤细、矿石成份杂乱，因而选矿工艺流程长，多选用重选、磁选、浮选的联合工艺流程。现在，天然金红石价格偏高，缺少商场竞争能力，导致国内单一出产天然金红石的选矿加工厂商悉数停产。因而，简化工艺，下降出产成本，进步矿石归纳使用水平是开发使用我国金红石资源的要害。 某金红石矿石，档次较低，嵌布粒度细，其间＜0.0005～0.005mm占10%，0.006～0.008mm占15%，且金红石单体解离度也低。对该细粒嵌布的金红石来说，若用重选抛尾作为金红石选其他预选作业，分选功率很低，很多细粒金红石就会流失掉。依据该矿石特性，本研讨欲经过浮选工艺先抛除其间的一部分脉石矿藏，浮选所得精矿再进人下一步选矿作业，以到达下降出产成本，进步金红石选别收回率的意图。因而，浮选抛尾作为金红石选其他预选作业，其选别作用的好坏，将影响终究的选别目标。 一、原矿性质 原矿的化学成分分析成果及钛物相分析成果别离见表1和表2。 表1  原矿化学成分分析成果/%表2  原矿钛物相分析成果由分析成果可知，该金红石矿为细晶闪长岩型金红石原生矿床，含TiO 5.07%，其首要钛矿藏为金红石，含TiO 4.71%，占总量的92.90%，而钛铁矿和钛磁铁矿中TiO含量甚微，故金红石矿藏是仅有选矿意图物。 该金红石的颗粒微细，大都由次生改变构成，其嵌连联系杂乱。与绿泥石、绢云母、水白云母包裹或连生，属微细嵌布、包裹严峻的难选金红石矿。 二、浮选抛尾实验 （一）磨矿实验 磨矿的意图是使意图矿藏单体解离并得到适宜的选别粒度，磨矿细度实验流程如图1所示，实验成果见表3。图1  磨矿细度实验流程 表3  磨矿细度实验成果磨矿细度实验成果阐明，当磨矿细度由－200目94.06%添加到98.0l%时，浮选精矿档次和收回率均添加；再添加磨矿细度，目标反而有所下降。从表3可知，磨矿细度为－200目98.0l%时能获得最佳的浮选目标，其精矿档次为6.59%，收回率为67.53%。 （二）浮选抛尾实验 经过很多实验和研讨，发现选用NaCO，作调整剂(pH＝9)，六偏磷酸钠和CMC联协作按捺剂，可有效地削弱捕收剂与该矿藏中其他非意图矿藏的作用，即到达进步金红石收回率的意图。用作活化剂，用羟肟酸和乙烯联协作捕收剂，可有效地完成对金红石中TiO的捕收。用2油作起泡剂，用量为2Og/t。其浮选抛尾实验成果见表4。 表4  浮选抛尾实验成果/%从表4可知，选用上述药剂准则进行浮选，能够得到浮选粗精矿档次为15.16%、收回率为89.26%的目标，一次性抛尾到达72.27%，为后续的分选发明了有利的条件。 三、重选实验 尽管一次性抛尾的状况比较抱负，但富集比小，假如在此基础上进一步用浮选进行精选，要得到合格金红石精矿，难度是很大的。可是，经过浮选抛尾，很多的脉石矿藏被按捺在尾矿中，然后浮选精矿的组成相对简略，所以在浮选粗精矿中，金红石与脉石矿藏的密度差异就愈加显着。因而，能够选用重选来进一步进步档次。其重选流程见图2，重选实验成果见表5。图2  重选实验流程 表5  重选流程实验成果/%从表5能够看出，经过浮选抛尾得到档次为15.16%的金红石浮选粗精矿，经过重选，档次可进步到43.56%。 四、精选实验 金红石经过浮选抛尾后摇床重选即“浮选一重选”联合工艺得到档次为43.56%的粗精矿，要进一步进步档次得到合格精矿，需进行精选。在镜下调查粗精矿，还存在许多连生体，所以精选前要进行磨矿处理。磨矿能够使金红石进一步单体解离，但因为该金红石粒度太细，解离状况仍不抱负，能够合作酸浸来溶解金红石表面的污染杂质，改进浮选作用。 精选选用浮选的办法，其流程如图3所示，实验成果见表6。图3  精选实验流程 表6  精选流程实验成果/%从表6能够看出，摇床粗精矿经过磨矿、酸浸、三次精选能够得到档次为90.28%、作业收回率为85.45%的金红石精矿。 五、定论 （一）该金红石矿中金红石含TiO 4.71%，矿石首要特点是嵌布纤细，矿藏成分杂乱，绿泥石、碳酸盐矿藏是金红石的首要包裹体和载体，属难选微细粒金红石矿。 （二）经过体系的选矿实验研讨，断定选用浮选抛尾－重选－再磨酸浸－浮选的工艺流程，可获得含TiO为90.28%、收回率为47.37%的金红石精矿。 （三）预选作业选用浮选抛尾，可使意图矿藏开始富集，浮选粗精矿中的矿藏组成相对简略，意图矿藏与其他脉石矿藏在密度上的差异愈加显着，为后续的精选作业发明了有利条件，有效地进步了金红石档次。 参考文献 1、余新阳,陈禄政,等.尾矿中钛资源归纳收回的研讨[J].矿山环保,2003(6):5～7. 2、岳铁兵,曹进成,等.细粒金红石矿重选抛尾工艺研讨[J].化工矿藏与加工,2005(1):15～17. 3、张云,管永诗,等.我国金红石资源开发使用现状[J].矿产维护与使用,2000(5):27～30． 4、高利坤,张宗华,李春梅.河南方城金红石矿选矿实验研讨[J].矿产归纳使用,2003(3):3～8.

由于军事工业的需要和发展以及其他工业的需要，增加了对钛铁矿和金红石的需要量。据现有资料的不完全统计,全世界每年生产的钛精矿大约超过4500000t以上。 钛铁矿、金红石分原生矿、陆地砂矿和海滨砂矿,但不论原生矿或砂矿,都必须经过重力选矿预先富集,然后再电选,否则是极不经济的。此外，冶炼和各行业要求钛精矿中含TiO2大于48%以上。四川某厂钛铁矿先经重选，然后采用热风干燥，分级电选，所用电选机为Φ300×2000mm三鼓筒高压电选机，精矿含TiO2近乎48%。 就全世界来说，目前钛铁矿和金红石大部分是从海滨砂矿中回收，这是当前最主要的来源,现在产量在不断增加。最早是在美国佛罗里达州(Florida)的海滨砂矿中回收钛铁矿和金红石,现美国每年钛精矿的产量达400000t以上。此后,澳大利亚从海滨砂矿中回收钛矿物，产量居世界第一位，每年至少在1500000t以上。近几年统计,该国就有八家公司的生产厂矿使用电选回收钛铁矿和金红石等。西非塞拉利昂(Sierra)现在年产100000t金红石和钛铁矿精矿。此外,苏联也用电选分选砂矿的钛精矿，年产量在100000t以上，还有其他国家从海滨砂矿或陆地砂矿中回收钛矿物，年产量也不低。我国海滨矿具有相当数量的资源，目前主要集中在广东海南和广西海滨一带,每年回收一定数量,但产量不高。 海滨砂矿最突出的特点是矿物都已单体解离，因此不需要前面的破碎和磨矿这些大量的作业,一般每立方米海滨砂中含有用重矿物在1~3kg以上不等，且还有一个优点，就是细粒级(-150~200目)含量极少。这些海砂均是在海滨建立重选粗选厂得出的含有磁铁矿、钛铁矿、金红石、锆英石和独居石等这一类型的粗精矿,然后在海滨或陆地集中精选,而电选则是从其中得出合格钛精矿、铅英石和独居石等的主要选别手段。图1 广东某厂精选流程图 例如南方某精选厂的主要粗精矿就是来自海南岛，原料在海滨或陆地用重选方法预先富集,然后集中至该厂精选。入精选厂的原料中含钛矿物的TiO2为30~38%,ZrO2为6~7%,总稀土TR2O3为0.63~0.7%。矿物组成为钛铁矿、锆英石、金红石、独居石、磷钇矿、磁铁矿、褐铁矿、白钛石,并有少量锡石、黄金、钽铌矿。脉石矿物有石英、石榴子石、电气石、绿帘石、十字石和兰晶石等，所采用的流程如图1所示。 由于原料来自各个地区，性质也比较复杂，因此采用的流程也是比较复杂的，但它具备有灵活性,其分选指标如表1所示。 表1 选矿精选指标产品名称品位，%回收率，%注TiO2ZrO2TR2R3Y2O3钛铁矿金红石锆英石独居石磷钇砂原矿5085   35 60~65   6.5   55 0.65    300.0585658272681001. 金红石精矿是指金红石、板铁矿、锐钻矿、白钛石组成高钛矿物。2.原矿中TiO2是指总含量。该厂采用的电选机为Φ120×1500mm双辊电选机(20kV)。国外澳大利亚的海滨砂矿的精选主要依靠电选得到高质量的钛精砂，采用美国的Carpco型高压电选机，另外还磁选配合精选，每年得出高质量的钛精矿100000t,金红石65000t,锆英石9000t。 美国Florida以产钛精矿著名，据称采用Carpco型高压电选机和图2的工艺流程后，效果很好。图2 美国处理海滨砂矿电选原则流程图 给矿为重选粗精矿或浮选粗精矿，含重矿物达80~95%，给矿粒度为-16+400目，采用Carpco型电选机分选,矿石预先加温到93，每台设备处理能力14t/h;最大达50t/h。所得最终精矿以含钛矿物计算,达99%,回收率98%,指标比较先进。

钛铁矿、金红石砂矿选矿技能，钛铁矿、金红石砂矿：这是我国现在出产钛铁矿和金红石精矿的首要矿石类型。依据海南中兴精密陶瓷微粉总厂和海南省冶金工业总公司所属沙老、南港、清澜(铺前)、乌场(保定)4个国有钛(砂)矿的出产实践，其钛铁矿、金红石、锆石、独居石砂矿的采矿、选矿工艺流程和各种精矿的技能指标如图3.5.10。采矿的回采率>95%，贫化率 钛铁矿、金红石砂矿选矿技能，为了进步资源的利用率和经济效益，削减中矿、尾矿的积压和对环境的污染，咱们曾专题研讨了“海南岛海边砂矿难选中矿钛元素赋存状况及归纳收回途径”(第三届全国矿产资源归纳利用学术会议论文集，1990年)。该研讨、实验标明：①钛元素首要赋存在以Ti4+与Fe2+呈类质同象置换而构成的钛-铁矿系列中;其间钛铁矿(含TiO2　52%～54%)和富铁钛铁矿(含TiO2　46%)所占的份额达66.2%，其次是富钛钛铁矿(含TiO2　56%～58%)占19.2%，钛赤铁矿(含TiO2　10.7%～19.5%)占14.6%。此外，钛元素还少量地赋存在金红石、锐钛矿、白钛石和榍石中。②难选中矿属钛铁矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿等的混合矿藏，矿藏粒度0.2～0.08mm(属可选粒度);选用二介质作“沉浮”选矿，比重 3.3的有用重矿藏下沉产率达73.5%。③在下沉的重矿藏中，除主收钛铁矿外，可归纳收回锆石、独居石、富钛钛铁矿和金红石;其有用的选矿流程有二：其一是有用重矿藏经电磁选场强6000Oe分选出占钛铁矿矿藏份额88.1%的磁性产品(TiO243%)，再经800℃、10min的氧化焙烧，最终经场强650Oe弱磁选，在磁选产品中可取得TiO250%～51%的钛铁矿精矿产品;其二是有用重矿藏(钛铁矿粗精矿，含TiO243%～46%)经电选(2.1kV，120r/min)，在导体产品中可取得TiO251%～53%的钛铁矿精矿产品。④在经场强8000—12000 Oe磁选的尾矿中，再选用浮选，可取得合格的独居石精矿;再对其经场强>20000Oe磁选的非电磁性重矿藏尾矿中，钛铁矿、金红石砂矿选矿技能选用电选，可在非导体性产品中取得合格的锆石精矿，在导体性产品中取得合格的金红石精矿。

钛铁矿、金红石砂矿：这是我国现在出产钛铁矿和金红石精矿的首要矿石类型。依据海南中兴精密陶瓷微粉总厂和海南省冶金工业总公司所属沙老、南港、清澜 ( 铺前 )、乌场(保定) 4 个国有钛(砂)矿的出产实践，其钛铁矿、金红石、锆石、独居石砂矿的采矿、选矿工艺流程和各种精矿的技术指标如图 3.5.10。采矿的回采率> 95 %，贫化率 为了进步资源的利用率和经济效益，削减中矿、尾矿的积压和对环境的污染，广州有色金属研讨院曾专题研讨了“海南岛海边砂矿难选中矿钛元素赋存状况及归纳收回途径”(第三届全国矿产资源归纳利用学术会议论文集，1990 年)。该研讨、实验标明：①钛元素首要赋存在以 Ti4+ 与 Fe2+ 呈类质同象置换而构成的钛 - 铁矿系列中;其间钛铁矿(含 TiO252 %～54 %)和富铁钛铁矿(含 TiO246 %)所占的份额达 66.2 %，其次是富钛钛铁矿(含 TiO256 %～ 58 %)占 19.2 %，钛赤铁矿(含TiO210.7 %～ 19.5 %)占 14.6%。此外，钛元素还少量地赋存在金红石、锐钛矿、白钛石和榍石中。②难选中矿属钛铁矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿等的混合矿藏，矿藏粒度 0.2 ～ 0.08mm(属可选粒度);选用二介质作“沉浮”选矿，比重3.3 的有用重矿藏下沉产率达73.5 %。③在下沉的重矿藏中，除主收钛铁矿外，可归纳收回锆石、独居石、富钛钛铁矿和金红石;其有用的选矿流程有二：其一是有用重矿藏经电磁选场强 6000Oe分选出占钛铁矿矿藏份额 88.1 %的磁性产品( TiO243 %)，再经 800 ℃、 10min 的氧化焙烧，最终经场强 650 Oe弱磁选，在磁选产品中可取得 TiO250% ～ 51 %的钛铁矿精矿产品;其二是有用重矿藏(钛铁矿粗精矿，含 TiO243% ～ 46 %)经电选( 2.1kV， 120r / min )，在导体产品中可取得 TiO2 51% ～ 53 %的钛铁矿精矿产品。④在经场强 8000 — 12000 Oe磁选的尾矿中，再选用浮选，可取得合格的独居石精矿;再对其经场强> 20000 Oe磁选的非电磁性重矿藏尾矿中，选用电选，可在非导体性产品中取得合格的锆石精矿，在导体性产品中取得合格的金红石精矿。

根据委托方要求，本次试验的目的在于：通过对提供的试验样品进行多元素分析、岩矿鉴定，查明其矿物组成，确定可开发利用的石墨固定碳、金红石具体含量。在此基础上，进行多方案可选性试验，确定石墨碳、金红石产品指标，提供石墨产品的精矿品位及其回收率，结合市场价格及所采用工艺大体生产成本，进行经济分析，为该石墨(金红石)矿是否具有可开采价值，提供指导性意见。 1、陕西洋相翁子沟石墨(金红石)矿主要有用碳质物为石墨，主要工业钛矿物为金红石，石墨的特征是矿物粒度细小，但固体嵌晶包体极少，成分纯净，石墨质量相对较好。 2、本次试验的重点是确定翁子沟石墨(金红石)矿中的石墨资源开发价值，因此针对样品的矿石特点，进行了多方案对比试验，并借鉴国内外石墨选矿的先进工艺，最终采用一段粗磨、二段再磨、一次粗选、一次扫选、八次精选工艺流程。 经过连续20天的试验，获得石墨精矿含固定碳87.05%，回收率79.11%;尾矿综合回收金红石，富集后TiO2可达9.39%，回收率44.62%。初步结论为：翁子沟石墨(金红石)矿中石墨是可选的，金红石回收试验也有一定效果;如果进行闭路试验以及优化试验条件，石墨精矿的产品品位和回收率，将会进一步提高;金红石的回收亦将获得更加理想的指标。因此，该矿具有可以开采的经济价值。 陕西洋县翁子沟石墨(金红石)矿，按照日处理500吨矿石的小型选矿厂设计，经过初步估算，每年净利润可达132.75万元。 综上所述，可以确定陕西洋县翁子沟石墨(金红石)矿，具有可以开发的经济价值。 由于试验时间要求紧，有一些工艺条件没有进行详细研究。如果进行闭路试验以及优化试验条件，石墨精矿的精矿品位和回收率，将会进一步提高;金红石的回收亦将获得更加理想的指标。

在某些原生金红石矿中,石榴石是首要的伴生脉石矿藏。选矿中,石榴石往往成为影响金红石进步档次的重要限制要素,多年来,有关金红石与石榴石别离的作业,一向为国内外所注重。金红石与石榴石的比重分别为4.16和4.034,十分挨近,所以,重选办法不能使两矿藏别离。尽管金红石具弱磁性,石榴石其中等磁性,但由于金红石晶格中存在铁的类质同象,部分金红石颗粒中含钦铁矿与角闪石的包裹体以及金红石表面被铁污染等原因,实践矿石中部分金红石磁性增强,这些要素增加了磁选别离的困难。因而,研讨选用浮选办法进行别离十分必要。金红石与石榴石浮选别离的作业,多从研讨浮选药剂人手。研讨标明氧化循环油、油酸盐和苄基胂酸均可作为金红石的捕收剂,但这些捕收剂不具备使金红石与石榴石有用别离的选择性,完成有用别离有必要凭借毒性较大的抑制剂一钠。明显,浮选进程的进行,往往带来对环境的污染。本文研讨了无毒捕收剂ZN108对金红石、石榴石的浮选功能以及在ZN108效果下,几种抑制剂的影响。经过研讨,确立了使金红石和石榴石在无污染情况下完成别离的新药剂准则,并探讨了相关的效果机理。

李志伟等对河南某钒矿石进行了湿法提取五氧化二钒的实验研讨，选用强酸浸出—溶液萃取—硫酸反萃—沉钒—煅烧制钒工艺，在氧化剂用量1%，磨矿细度65%－0.074mm，浸出温度90℃，液固比1∶1，硫酸用量30%，浸出时刻10h的条件下，钒的浸出率达到了92.50%；浸出液用P－204，P－507 ,TBP和磺化火油溶液萃取，硫酸溶液反萃取，再经氧化、沉积、热解，可得到纯度98.56%的钒，钒的归纳收回率大于85%。 高玉德等对湖南某白钨矿进行了选矿实验研讨。选用优先浮硫—白钨常温粗选—钨粗精矿加温精选的工艺流程及碳酸钠—水玻璃-F9组合药剂准则，对含钨0.39%，白钨矿中钨的散布率85%左右的原矿，取得了钨精矿档次67.35%，收回率80.09%的选矿技术目标。 张爱萍对某高硫白钨矿石进行了浮选实验研讨。成果表明，在磨矿细度70%～75%－0.074mm的条件下，预先浮选脱硫，再常温浮选白钨，得到了白钨精矿档次62.87%，收回率84.33%的抱负目标。 刘玫华针对某低档次锡矿石的特色，选用螺旋溜槽、跳汰和摇床3种不同的重选办法进行了抛尾实验研讨。成果表明，摇床抛尾是对该矿进行预选处理的有用办法，锡粗精矿的档次从0.37%提高到3%，收回率72.37%，抛掉的尾矿产率60%，锡在尾矿中的丢失仅15.89%，这为后续的锡收回作业供给了有利条件。 孙阳等对陕西商南某锑矿石进行选矿实验研讨后发现选用糊精可有用地按捺矿石中的黄铁矿，选用乙硫氮、丁黄药和丁基铵黑药按必定份额混合的捕收剂，可使黄铁矿与锑矿藏得到很好明别离；通过粗精矿再磨，可使粗精矿中的锑矿藏连生体尽量单体解离，然后提高了分选技术目标。   蔡震雷等对包钢选矿厂强磁选粗精矿经磁化焙烧一弱磁选所得尾矿进行稀土选矿实验研讨。成果表明，经预先脱碳，并经混合浮选得到混合浮选精矿，再通过1次粗选、3次精选、1次扫选，终究获得了REO档次64.4 1%，收回率18.13%的稀土精矿产品。 于秀兰等研讨了包钢选矿厂尾矿经A1cl3或MgO脱氟后进行加碳氯化提取稀土的反响原理和工艺，调查了碳热氯化反响时刻和脱氟剂对稀土提取率的影响。成果袁明，在700℃下碳热氯化2h．以Alcl3作脱氟剂时，稀土提取率可达77%；以Mg0作脱氟剂时，稀土提取率可达84%。 为了有用地削减矿泥对金红石浮选的影响，高利坤等对某难选金红石矿进行了反浮选实验研讨。成果表明，选用硫酸铝按捺金红石，用油酸钠反浮选，能够扔掉必定量的泡沫产品，其间的金红石档次0.39%，－0.010mm粒级脱除率74.79%率，为金红石的正浮选发明了有利条件；脱泥20对金红石进行正浮选，经1次粗选即可得到档次20.30%，收回率83.88%的金红石粗精矿。

一、前语 金红石是提炼金属钛的重要矿藏质料，也是出产金红石型钛的最佳质料以及高级电焊条有必要的质料之一。我国的钛资源十分丰厚，位居世界第一，约占世界钛储量的48﹪，现探明的储量达9亿吨，但可经济使用的钛铁矿约1亿吨，金红石矿为数千万吨。金红石资源含钛量占钛资源总量的2.01％，其间金红石岩矿占1.52％，金红石砂矿占0.49％。因而国内天然金红石资源是十分名贵的，近年来金红石矿的地质勘查作业正在向纵深展开，并获得了令人振奋的可喜成绩。 综观世界经济，钛材在航空、建筑、轿车、日子休闲、医疗、化工、海洋开发等范畴的强势需求，使世界钛材商场日趋火旺，国内钛材的需求量也在添加，添加幅度到达了两位数。但我国天然金红石资源绝大部分为等级低次的原生矿石，其储量占全国金红石资源总量的86％，而金红石砂矿仅为14％。因为金红石资源档次低、粒度纤细、矿石成分杂乱，因而选矿工艺流程长，多选用重选、磁选、浮选的联合工艺流程。某些矿区为了除掉微量的S、P、Fe等杂质还需求焙烧或酸洗，所以加工本钱高。因而处理我国天然金红石的开发使用问题的要害是进一步加强地质探矿作业的科学研讨（找大矿、找好矿）和选矿技能上的打破。 二、金红石资源散布概略 金红石资源散布与其成矿地质布景、控矿要素、成矿地质条件有着亲近的联系。从鄂、豫、苏、晋、鲁诸省已发现的金红石矿床、矿化点相关资料的研讨中，可找出金红石矿床的成矿机理。 （一）金红石矿床的区域成矿地质布景、控矿要素、成矿地质条件 1、区域成矿地质布景 我国金红石成矿的大地结构单元首要为秦岭造山系东段，次为中朝准地台、扬子准地台及华南造山带。与成矿有关的地层首要为前寒武系及泥盆系的区域蜕变岩。与成矿有关的首要结构为深大开裂。与成矿有关岩浆岩首要为基性岩、次为超基性岩和蚀变岩等。金红石矿首要散布在太行—恒山成矿带、东秦岭成矿带、辽东—鲁东成矿带、宁南—会东成矿带、东南沿海成矿带。 2、控矿要素 ⑴地层 堆积蜕变型金红石矿床首要产于秦岭褶皱带，其矿床产出层位有元古宇和古生界。榴辉岩型金红石矿床首要产于秦岭褶皱带东部的超高压、高压蜕变带以及郯庐开裂的东延部分，富矿层位为中古元古界。热液蚀变型金红石矿床首要产于秦岭褶皱带东段，富矿层位为古生界，寒武纪—奥陶系。蜕变蚀变岩型金红石矿床产于华北准地台山西台背斜恒山褶皱带蜕变蚀变岩带内，富矿层位为太古界恒山群陈旧蜕变岩系。各年代的地层均遭受不同程度区域蜕变作用，金红石矿床则赋存在各种不同的蜕变岩系中。 ⑵结构 ①大地结构环境控矿 我国金红石矿床首要散布在秦岭结构带东段，次为中朝准地台，扬子准地台及华南造山带。 ②褶皱 依据典型矿床地质特征分析首要金红石矿床均赋存在结构的有利部位，褶皱结构的轴部及两翼的有利结构部位是成矿的有利部位。 3、成矿地质条件 ⑴区域蜕变作用 区域蜕变作用是金红石成矿的必要条件，我国典型金红石矿床，首要赋存在区域蜕变作用为主的中深部蜕变岩中，以中高压和中低压蜕变条件为特征。 ⑵岩浆作用 岩浆作用与金红石构成的联系，首要表现在两个方面，其一是岩浆分异作用使钛铁富集构成高钛岩浆；其二是岩浆结晶作用构成金红石矿床。 ⑶热液作用 热液作用与成矿的联系首要表现在高钛物质在蜕变作用过程中重熔构成高钛热液，高钛热液在结构区域动力作用下运移至恰当部位结晶构成热液型金红石矿床；另一种则表现在使富含钛铁矿的岩石发作热液蚀变，构成蚀变岩型金红石矿床，蜕变作用使金红石颗粒变粗，并进一步富集成具有较好工业价值的矿床。 ⑷风化作用 风化作用使原生金红石矿床矿石结构松懈，部分脉石矿藏改变，使矿床选采才干进步，并进步其经济价值，而成为新式的风化矿床。 ⑸堆积作用 原生金红石矿体经风化、剥蚀，成矿藏质经地表径流转移、堆积，使金红石进一步富集而构成现代堆积型金红石矿床。 （二）金红石资源散布 依据金红石矿床的成矿布景、控矿要素、成矿地质条件，金红石首要产于蜕变岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外，在火成岩中作为副矿藏呈现，亦常呈粒状见于片麻岩中。也以碎屑或砂矿方式散布于堆积岩或堆积物中。 我国金红石岩矿首要散布在湖北省枣阳的大阜山；山西省代县的碾子沟；河南省新县的杨冲等省。其间湖北省金红石储量534.43万吨占全国750.86万吨的71.20％，山西省154.79万吨占20.60％，陕西省44.40万吨占5.90％。金红石砂矿首要散布在河南省西峡县的八庙子沟；山东省莱西县的刘家庄和诸城市的上崔家沟；湖北省枣阳的大阜山；湖南省湘阴的望湘、岳阳的新墙河、华阳的三朗堰；安徽省潜山的黄埔古井；海南省万宁县的保定。其间河南省金红石砂矿218.45万吨占全国256.86万吨的85％，山东省17.68万吨占6.9％，湖北省9.24万吨占3.60％，湖南省6.99万吨占2.70％，安徽省占1.15％，海南省占0.58％。 国外金红石首要产地在美国加利福尼亚州、南达科他州、阿肯色州、佐治亚州格雷夫斯山脉；安大略省萨德伯里；挪威；瑞典；德国；澳大利亚昆士兰、新南威尔士；发光金红石在瑞士和巴西都有发现。 三、金红石矿石特征及选矿工艺 （一）矿石特征 1、原生金红石岩矿 矿石以含金红石、石榴子石的角闪岩为主，次为含金红石和石墨石英云母片岩、含金红石的磷块岩等；矿石含金红石2.29～2.42％，高者达4.89～6.43％，或伴有磷灰石、钛铁矿、锆石等可归纳使用。 2、金红石砂矿 残缺积型、沿海型、冲积型金红石砂矿的矿藏组分与钛铁矿砂矿相似。矿石质量首要取决于金红石的含量及粒度。金红石含量各矿区纷歧，一般为1.10～3.87％kg／m3，高者达4.70～8.37％kg／m3。常伴有钛铁矿、锆石、磷灰石。 （二）选矿工艺 1、原生金红石岩矿 原生金红石矿是我国金红石矿的首要类型，现在国内的开发仍然处于起步阶段。其首要原因是我国金红石矿档次低，粒度细，矿藏组成及嵌布联系杂乱，金红石矿藏与一些首要伴生的有用矿藏的可选性不同小，选矿工艺杂乱，建厂出资大，经济效益低下。代县金红石精矿产品质量优秀，但金红石的收回率缺乏50％。近年来，我国多家研讨单位相继对原生金红石矿做了很多的研讨作业，探究合理的选矿工艺。 ⑴山西代县碾子沟金红石矿 ① 矿石性质 碾子沟金红石矿床为蚀变岩原生矿，矿石中首要金属矿藏为金红石、钛铁矿和磁铁矿。脉石矿藏首要为透闪石、滑石、普通角闪石，其次有阳起石、绿泥石、黑云母、石英等，还有少数的兰晶石和磷灰石等。矿石的结构结构比较简单，金红石呈半自形粒状结构和告知剩余结构及少数自形柱状结构。其间，半自形粒状结构金红石散布最广，金红石边际略被脉石矿藏告知，金红石粒度较粗，一般在0.5～1.0mm。告知剩余结构中的金红石大部分被脉石矿藏告知。自形柱状结构则为少数细粒（0.05～0.1mm）金红石被包裹于滑石、透闪石中，其晶形完好且呈柱状。与国内同类型矿床比较，该矿矿石档次较低，但其金红石天然颗粒粒度较粗，可选性杰出，金红石纯度高，杂质少。 ②选矿工艺 代县现在已建的选厂的选矿工艺：重—磁—酸洗联合流程。获得的精矿档次可达90％以上，但选矿收回率低，缺乏50％。湖北省地质实验研讨所、长沙矿冶研讨院及化学工业部化学矿产地质研讨院曾对代县碾子沟金红石矿做过可选性实验，实验效果标明，代县金红石矿的金红石粒度较粗，选用开路磨矿，既能确保金红石不易发生过火破坏，又能到达使金红石单体解离较彻底的意图。该矿石适合选用重选。 ⑵四川会东新山金红石矿 ①矿石性质 金红石矿的首要钛矿藏为金红石、锐钛矿、钛铁矿等。脉石矿藏首要为绢云母、绿泥石、石英、黑云母等。其金红石档次较高，到达3～4.5％，但矿藏组分杂乱，浸染粒度极纤细，金红石在矿石中散布极不均匀，被绢云母、绿泥石包裹，与褐铁矿化、碳酸盐化、硅化的矿石中氧化铁、碳酸盐呈包裹连生联系，归于较难选的矿石。陕西健康镇红石矿与此矿相似。 ②选矿工艺 昆明理工大学选用不同的工艺流程对此矿石进行了选矿实验研讨，针对金红石粒度细的特性，选用了多段磨矿，并用助磨剂按捺或削减颗粒的聚会，然后改进磨矿作用和下降能耗，选用高梯度磁选机、离波摇床、超高压悬浮电选机等处理微细粒矿石，获得了抱负的别离作用。原矿档次4.20％，选用重—磁—浮—电的流程，精矿档次83.73％，收回率达40.19％。 ⑶湖北枣阳金红石矿 ①矿石性质 枣阳金红石矿属富含金红石的蜕变基性岩原生矿，有用矿藏首要为金红石，伴生有少数钛铁矿、磁铁矿、榍石、白铁矿、黄铁矿、磷灰石等。脉石矿藏首要为柘榴子石、角闪石，其次为黝帘石、绿泥石、云母、长石、石英等。金红石嵌布粒度细，散布不均匀，一般粒度0.03～0.10mm，最大可达0.788～0.95mm，最小0.015mm。有用矿藏与脉石矿藏密度差小，其次序由大到小为钛铁矿、金红石、柘榴子石、角闪石、黝帘石。部分金红石内有钛铁矿包裹体，钛在脉石矿藏中高度涣散，钛含量占钛总量的15～20％。矿石中含有绿泥石和云母等易引起二次泥化的矿藏。 ②选矿工艺 从1966年开端，就有研讨院对此矿石进行选矿实验研讨，效果标明，浮—磁选流程更适合处理该类矿石。 湖北省地质实验室研讨所，选用苄基胂酸为捕收剂，别离以钠＋硫酸和＋钠为调整剂，对该矿石进行了全浮选实验，效果标明，选用这两种试剂系列，均获得较好的浮选效果。 ⑷陕西商南金红石矿 ①矿石性质 矿石中首要金属矿藏有金红石、钛赤铁矿、钛铁矿、榍石、方铅矿、硫铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等。脉石矿藏首要为角闪石、黑云母、长石、方解石、绿泥石、透闪石、磷灰石及少数的绿帘石等。金红石粒度0.03～0.15mm为主，占80.10％。金红石单矿藏中含二氧化钛97.83％。 ② 选矿工艺  陕西地矿局西安测试中心、西北有色金属地质研讨所、武汉钢铁学院和昆明理工大学别离对该矿石进行了选矿工艺研讨，效果标明：精矿收回率遍及不高，原因首要是因为矿床的矿石矿藏组合杂乱，金红石含量低，硫、磷矿藏等有害杂质偏高，使选矿流程杂乱，加之金红石粒度细，有点还呈连生体或嵌裹在其它矿藏晶体之中，使其在选矿流程中难以别离，损失于磁性物和尾矿中。 金红石的可选功能首要受其粒度的影响，磨矿细度是影响金红石选其他重要要素，阶段磨矿、擦拭磨矿、添加助磨剂等手法均可有用进步选别作用，依据原生金红石矿矿藏组分及嵌布联系杂乱的特色，金红石矿的选别有必要选用重选、磁选、浮选、电选、酸洗等组成的联合选矿工艺，才干获得高质量的金红石精矿。而且依据原矿档次低的特色，应将选矿工艺分为粗选和精选两阶段进行，挑选高效无毒的组合捕收剂和调整剂。选用浮选法处理原生金红石矿石是往后研讨的主攻方向。 ⑸江苏等地金红石矿 近年来，在我国发现了不少大型榴辉石型原生金红石矿床。如江苏省新沂市和东海县一带、安徽省大别山南部潜山和太湖一带、山东诸城市上崔家沟、湖北罗田县褐营山县等。 ①矿石性质 该类矿石矿藏组成首要为石榴子石、绿辉石、金红石、其它还有角闪石、绿泥石、磷灰石、石英、帘石、粘土、云母和铁质等。此类型金红石矿床具有储量巨大、档次较高、埋藏浅、易挖掘等特色。石榴子石是首要的伴生脉石矿藏，在选矿中往往成为影响金红石精矿档次进步的重要限制要素。多年来，有关金红石与石榴子石别离的作业，一向为国内外所注重。 ② 选矿工艺 北京有色冶金规划研讨总院对东海县榴辉岩型金红石矿选用重—磁—再磨—浮—重选联合工艺进行了实验研讨。效果显现，归纳收回石榴子石时，金红石精矿档次90％以上，收回率52.30％；未收回石榴子石时，金红石精矿档次90％以上，收回率62.13％。归纳收回石榴子石的效益明显进步。 国家建材局地质研讨所选用浮选法对金红石与石榴子石进行了别离实验。效果显现，氧化循环油、油酸盐和苄基胂酸均可作为金红石的捕收剂，但均不具有使金红石与石榴子石有用别离的挑选性。以FL108作为捕收剂，六偏磷酸钠作为按捺剂，可以完结金红石与石榴子石有用别离。 铜陵有色规划研讨院选用重选—强磁选联合工艺，对某榴辉石岩金红石矿（TiO26.82%）进行了选矿实验。其效果：金红石精矿89.94％，收回率45.66％；石榴子石精矿85～90％，收回率70％左右。该工艺可有用地归纳收回该类矿石中的有用矿藏。 2、金红石砂矿 ⑴河南方城金红石矿，矿区内有原生矿、风化壳砂矿和冲积型砂矿3种类型。现在首要勘查目标为风化壳砂矿。 ①矿石性质 风化壳砂矿首要含钛矿藏为金红石，其次有蚀变钛铁矿、钛铁矿、钛磁性铁矿、榍石。脉石矿藏首要有角闪石、石英、白云石、绿帘石、绿泥石等。金红石嵌布粒度较细，属细粒、微细粒不均匀嵌布，粒度区间较大（0.01～0.20mm），一般多在0.037—0.074mm较多。金红石以自形晶或半自形晶粒状嵌布在脉石矿藏粒间，部分以包裹体方式散布在脉石中。金红石与铁矿藏间联系十分亲近，它们相互交叉，相互包裹。一起存在很多的泥质矿藏。 ②选矿工艺 昆明理工大学等4个单位对河南方城金红石矿进行了选矿实验研讨，其效果：选用磁—重—酸洗—电选的联合工艺，原矿档次2.21％，精矿档次92.02％（Ⅰ）、80.05％（Ⅱ），收回率65.78％（Ⅰ）、10.87（Ⅱ）。 江西石城钽铌矿对方城风化壳中金红石可选性的实验研讨选用的工艺为磁—重—酸洗的联合工艺，原矿档次3.59％，精矿档次92.04％，收回率71.02％。 东北大学选用擦拭磨矿—重选抛尾—浮选—磁选—酸洗的联合工艺对该矿进行了实验研讨，原矿档次2.20％，精矿档次90.80％，收回率62.13％。 ⑵海南的滨砂型钛铁矿 海边砂矿中多伴生有钛铁矿、锆英石和独居石。因而在选矿收回金红石时有必要归纳收回相应的有用矿藏。 将采出的海边砂先用螺旋选矿机分出泥质物和硅质物等轻产品抛弃，重产品用磁选收回钛铁矿精矿，非磁产品再经摇床高压静电选和强磁选别离收回锆英石、金红石和独居石、用该工艺处理海南的滨砂型钛铁矿获得杰出作用，并建成年产5000吨钛铁矿精矿的出产厂。所出产的金红石含二氧化钛85％、钛铁矿含二氧化钛48％～50％，锆英石含ZrO263～65％，独居石产品也契合质量要求。 四、金红石资源勘查、选矿工业现状分析及远景展望 （一）金红石资源勘查现状 我国钛资源量大，就现在出产才干及添加趋势而言，可挖掘上百年。但钒钛磁铁矿中的钛收回受铁矿采选才干的限制，且其选冶使用较晚，精矿档次稍低，加之钛工业方面水平低，我国高级钛首要靠进口。因而，全面分析研讨我国金红石矿的构成条件，对其资源远景做出比较切当的点评猜测，赶快找到一批可供使用的金红石矿床，极力补偿国内缺乏，以便决议我国金红石天然资源是否可以满意国内需求仍是长时间依托进口，并全力展开人工金红石乃燃眉之急。 据我国地质科学院2006年度科学效果汇报会暨十大科技展开评选会的音讯。我国地质科学家经过两年的查询研讨，在内蒙古正蓝旗羊蹄子山区域发现了两条国内稀有的高级次金红石富矿带，而且在其间一条矿带上部，一起发现了厚达50米～60米的金红石贫矿带。北部磨山石的矿带以金红石为主，伴生钛铁矿。整个矿体长约1.1公里，厚2.5～11.2米。主矿石的二氧化钛为5.00％～15.46%，均匀档次为8.64%，比我国已探明的金红石原生矿档次高3～5倍，而在这个富矿体的上部60米厚度空间内还存在很多的金红石贫矿带，均匀档次为2.36%。在它的南部（羊蹄子山），相同存在一条档次在4.29％～10.2%的金红石原生矿富矿。专家称，开端预算，该区域的金红石资源量超越20万吨，到达了大型。矿床成因与现在世界上已知的钛矿床有本质区别。 这是我国经过科学技能研讨，发现的世界首例新成因类型的大型富钛矿床，与现在世界上已知的9类钛矿床的成因类型有本质区别。 新类型矿床，经过体系点评，是金红石矿获得找矿重大打破的典型典范。现有资料标明，该矿金红石矿资源量即高级钛将超越20万吨，远景资源量高于50万吨。 2007年2月12日，江苏省地质查询研讨院施行完结的“江苏省新沂市小焦金红石矿详查”项目，共圈出8个金红石矿体，预算求得331+332+333金红石矿石2912.57万吨，金红石资源量81.98万吨，石榴子石1165.02万吨，绿辉石873.77万吨。主矿体地表操控长1480米，均匀厚度25.20米，资源量达68.30万吨，占矿区331＋332＋333资源总量的83.31％，均匀档次达2.88％，均高于国内其他首要金红石矿产。此外，在主矿体内以金红石TiO2含量3.5%为下限圈出一高级次矿体，其331+332+333资源量为24.87万吨，超越大型矿床标准(20万吨)，均匀档次高达3.85%。这是我国稀有的档次最高、厚度最大的金红石矿床，该矿有望成为我国最大的金红石资源直销基地。 上述两矿的开发使用关于我国改变高级金红石钛首要依托进口将起到重要作用。 （二）选矿工业现状分析 国内金红石选矿自80年代开端，相继在湖北省枣阳、山西省代县、河南省西陕先后建成金红石选矿数家，选矿规划日处理在25～300t，到1998年末悉数停产，其首要原因： 1、金红石选厂规划太小、本钱过高。 2、选矿工艺落后，设备陈旧。 3、金红石矿归纳使用率低。 4、金红石矿分选技能难度大。 我国尽管是钛矿资源大国，但不是出产强国，钛矿产业并未随钛白工业的鼓起而同步展开。 我国金红石的开发使用尚处于初级阶段，年产值很低，大约2500t/a左右，且90%来自砂矿。金红石砂精矿的首要产地为广东、广西和海南，均系钛铁砂精矿出产的收回产品。我国的原生金红石矿因为矿石结构细密，粒度细，可选性差至今未被大规划开发使用，年产值仅几百吨。原生金红石的出产矿山现在仅湖北枣阳大阜山一处，该矿已于1990年建成，是我国第一座大型金红石矿山并正式投产，金红石的选矿工艺也获得了必定展开，现已建成年产1200t的金红石选矿厂，完结了采、选、加工一条龙。该矿出产的金红石精矿首要用于出产高级焊条。此外山西代县的金红石矿因为矿石可选性好，其精矿档次可达93.06%，且可归纳收回尾矿中的透闪石，每出产1t金红石可得副产品透闪石35t左右，大大下降了金红石的出产本钱，该矿已于1986年挖掘，但现在没有构成规划出产。 从世界首要钛矿藏出产情况看，国外天然金红石资源面对干涸，高级次钛矿藏首要转向人工金红石的出产；我国天然金红石资源尽管丰厚，但与国外比较，大部分属原生矿，原矿档次低、嵌布粒度细，矿石性质杂乱，因而不能选用国外遍及使用的重选、电选和磁选联合工艺流程。致使选矿难以打破，天然金红石资源得不到有用开发使用。 我国很多的金红石资源现在得不到使用，其底子原因是选矿工艺不过关。因而，我国对金红石的需求首要依托进口，所以处理我国天然金红石的开发使用问题的要害是选矿技能的打破。浮选工艺是处理我国细粒金红石矿选别难的要害作业，处理细粒金红石的浮选问题对我国金红石开发使用具有重要意义。在浮选工艺中，捕收剂又决议着矿藏的可浮性，因而占有无足轻重的位置。 （三）远景展望 钛及其氧化物、合金产品是重要的涂料、新式结构材料和防腐材料，被誉为继铁、铝之后处于展开中的“第三金属”和“战略金属”，在航空、航天、舰船、军工、化工、环保等范畴具有广泛用处。 国外共有24个国家出产钛，其间金红石型钛占80%以上，首要出产国为美国、西德、日本、英国和法国。美国是世界最大的钛白出产国，其间氯法钛白占88%。国外首要钛白出产公司有8家，具有世界总产值的82%。钛白的首要消费国是美国、西德、法国和日本。我国钛白工业基础薄弱，工业开发较晚，至今仍以硫法工艺为主，近几年氯法工艺虽有了较敏捷的展开，但仍处于开发实验阶段。国内钛年产值约为5万～6万t，共有100多个钛出产厂，散布在河南、河北、江苏、广西等24个省区内，其间出产规划最大的三家为镇江钛总厂、南京油脂化工厂和上海钛厂。我国钛消费量较安稳，年均消费量为7万～8万t，消费量最大的是涂料工业，其次为非颜料及珐琅、电焊条等职业。我国钛白工业出产水平尚处于国外的初期阶段，不只产值低且在产品的质量、种类和消费水平方面均与国外存着较大的距离。国内钛白商场的特色是等级低钛供需根本平衡或供略大于求，高级金红石钛直销紧缺，缺乏部分首要依托进口或用人工金红石替代。 回眸“十五”，我国钛工业展开“雄关漫道真如铁”。展望“十一五”，我国钛工业展开“当今跨步从头越”。 2006年，海绵钛的产值到达18037t，比2005年添加89.6%，实践供应量到达16634t；我国钛加工材的产值到达12807.6t，比2005年添加了28.5%，钛加工材的需求量到达13985t，比2005年添加了14.6%。我国第一次具有了产能14000t／a，实践出产10204t海绵钛的世界级大厂；第一次具有了钛锭产能12000t／a，实践出产6000t钛锭的世界级钛加工材大厂。 2007年上半年，我国钛工业更是日新月异，展开敏捷。海绵钛出产值达20098吨，比2006年同期添加203.5%，估计2007年全年产值将达40000吨。钛粉产值达723吨，比2006年同期添加24.7%。钛加工材产值达11311吨，比2006年同期添加84.5%，估计全年产值将打破20000吨。2007年上半年我国初次成为海绵钛和钛加工材的净出口国。海绵钛出口2651吨，进口501吨，净出口2150吨，估计2007年全年出口海绵钛将超越5000吨。钛加工材出口3744吨，进口2127吨，净出口1617吨，估计2007年全年钛加工材的出口量将超越7000吨。 因而，估计到2010年曾经，我国钛加工材的出产值和需求量都将会以两位数的添加速度敏捷生长。 钛是继铁、铝之后，被誉为正在兴起的“第三金属”，它就是一座待深化开发的世界级瑰宝。我国钛业出产要到达必定的经济规划，有必要优化出产技能，进步经济技能指标，下降出产本钱，展开新法冶炼钛研讨。一起，向世界同行学习，拓宽本身视界，拉近与国外先进加工配备和技能的距离。 钛是继铁、铝之后，被誉为正在兴起的“第三金属”，它就是一座待深化开发的世界级瑰宝。我国钛业出产要到达必定的经济规划，有必要优化出产技能，进步经济技能指标，下降出产本钱，展开新法冶炼钛研讨。一起，向世界同行学习，拓宽本身视界，拉近与国外先进加工配备和技能的距离。

一、导言 金红石是自然界中含钛最高的矿藏，是提取金属钛、制作钛和具有光催化特性二氧化钛材料的首要原料[1]。榴辉岩型原生金红石矿中，石榴石是首要的伴生脉石矿藏并成为金红石选矿提纯的重要限制要素。多年来，有关金红石与石榴石别离的作业，一向为国内外所注重[2，3]。 重选办法不能完成金红石与石榴石的别离，因两者有附近的密度（别离为4.16g/cm3和4.03g/cm3）；磁选别离也存在较大困难，因为虽然金红石具弱磁性，石榴石具中等磁性，但金红石晶格中存在铁的类质同象和颗粒表面铁污染等原因导致其磁性增强致使与石榴石挨近。因而，研讨选用浮选办法完成二者的别离十分必要和要害。 以往有关浮选别离金红石与石榴石的研讨标明，以氧化循环油、油酸盐和苄基胂酸等为捕收剂，钠为调整剂进行浮选，可完成金红石与石榴石的别离[3]。但苄基胂酸和钠均属毒性大的药剂，因而考虑环境影响要素，这一技能难以在实践上推行运用。 本文研讨了以无毒的烷胺双甲基磷酸（ATF1024，结构含P=O和P－O键）为捕收剂，六偏磷酸钠[(NaPO3)6]为调整剂浮选别离金红石与石榴石的技能，并对(NaPO3)6按捺石榴石的效果机理进行了测验和分析评论。 二、试验研讨办法 选用金红石与石榴石单矿藏浮选和模仿混合矿浮选两种办法研讨浮选别离技能。浮选在XFGC－80型浮选机（容积50ml）上进行，每次用矿样lg，浮选温度25°C，浮选时刻2.5min。试验用ATF1024和(NaPO3)6均为化学纯试剂，浮选用水为蒸馏水。 试验用金红石和石榴石（铁铝石榴石）单矿藏别离从实践矿石（湖北某金红石矿石）中以非浮选办法提取。单矿藏经瓷球磨机磨细，在蒸馏水中水筛得到0.1mm~0.045mm产品供浮选试验所用。金红石和石榴石单矿藏经判定，纯度均在95%以上，契合试验要求。 选用红外光谱（IR）和X光电子能谱(XPS)测验手法对（NaPO3)6与金红石和石榴石的效果性质进行研讨，并据此分析（NaPO3)6对石榴石的按捺效果机理。红外光谱（IR）选用德国Bruker公司出产的傅立叶红外光谱仪测定，X光电子能谱（XPS）用英国出产的KRATOS－XSAM800型多功能表面分析仪测定。 三、浮选试验及成果分析 （就）金红石与石榴石单矿藏的浮选行为 ATF1024作捕收剂条件下，ATF1024用量和系统pH值对金红石和石榴石单矿藏浮选行为的影响别离示于图1和图2。成果标明，ATF1024对金红石的捕收效果很强，对石榴石也有必定的捕收效果，在pH=6，ATF1024用量40mg/Ll，金红石和石榴石的浮游率别离达饱满值93.44%和72.47%。图1  ATF1024用量对矿藏浮选的影响图2  pH值对矿藏浮选的影响 浮选成果还标明，虽然金红石与石榴石存在必定的可浮性差异，但这种差异不足以用来完成两矿藏的别离。有用别离还必须凭借适宜的按捺剂。 （二）(NaPO3)6作调整剂时金红石与石榴石的浮选 在ATF1024浮选系统中，参加不同用量(NaPO3)6对两矿藏浮选效果的影响示于图3。图3  参加(NaPO)对金红石和石榴石浮选的影响 从图3看出，(NaPO3)6对石榴石的按捺效果激烈，对金红石效果较弱。显着，(NaPO3)6能够作为金红石与石榴石浮选别离的调整剂，并在ATF1024作捕收剂条件下完成两矿藏的别离。 （三）人工混合矿的浮选别离 试验用人工混合矿样1g，其间含金红石、石榴石单矿藏各0.5g。按金红石的纯度进行核算，原矿含TiO248.32%。依照单矿藏断定的试验条件和药剂用量浮选人工混合矿，其流程和成果别离示于表1和图4。 表1  人工混合矿浮选试验成果图4  金红石和石榴石混合矿浮选流程 从表1看出，以ATF1024作捕收剂，(NaPO3)6作按捺剂，可从含TiO248.32%的原矿中别离得到含TiO286.52﹪的金红石精矿，收回率77.48﹪，浮选别离金红石与石榴石效果显着。 四、六偏磷酸钠的效果机理 （一）(NaPO3)6在金红石表面的吸附行为和性质 金红石与(NaPO3)6效果及相关的红外光谱如图5所示。比照能够为，金红石与(NaPO3)6效果后的红外谱图（图5c）上1023cm－1方位的新吸收峰很显着就是(NaPO3)6P－O－P的吸收峰（图5b，1015cm－1处），这标明(NaPO)已在金红石表面吸附。图5  (NaPO3)6与金红石效果的红外光谱 金红石与(NaPO3)6效果前后表面XPS检测成果（图6）也证明了(NaPO3)6的吸附（效果后XPS谱133.30eV处呈现了磷原子的谱峰）。别的，从图6还可看出，(NaPO3)6效果前后，金红石表面Ti2P3/2的结合能位移为0.15eV，位移值较小（仪器差错±0.4eV)，这阐明Ti的化学环境在(NaPO3)6效果前后没有发生改动，显着(NaPO3)6的吸附属物理吸附。图6  金红石与(NaPO3)6效果前后XPS 因为(NaPO3)6在金红石表面呈现弱结合特征，即(NaPO3)6是以极弱的效果附着在金红石表面的，因而当浮选系统里存在与金红石表面结合力更强的捕收剂与之竞赛时，(NaPO3)6往往难以阻止后者的效果，即使是已吸附(NaPO3)6的部位仍然会让位给捕收剂并使捕收剂结实吸附。因而这成为金红石不受(NaPO3)6按捺的内涵机制。 （二）(NaPO3)6与石榴石的效果性质和按捺机理 1、(NaPO3)6与石榴石表面的效果性质石榴石的分子式可表示为X3Y2(SiO4)3，其间X、 Y别离代表二价和三价阳离子。在本文评论的铁铝石榴石中，X首要是Fe2＋ 和Ca2＋，Y首要是Al3＋。石榴石晶体中存在两种化学键，别离是[SiO4]四面体内部的Si－O键和四面体之间金属离子与氧之间的化学键，其间后者在矿藏破碎时简单开裂[4]。因而，石榴石开裂面上露出出来的阳离子活性质点首要是Al3＋、Fe2＋和Ca2＋。 图7为石榴石与(NaPO3)6效果前后表面XPS谱图。比照图7a和图7b看出，经(NaPO3)6效果后的石榴石在XPS谱132eV~140eV处呈现了磷原子的谱峰，而在未经(NaPO3)6效果的石榴石XPS谱相同方位处并未呈现，这阐明(NaPO3)6已在石榴石表面吸附。(NaPO3)6效果后，石榴石表面Ca2P3/2结合能比效果前向低能方向位移0.leV，Al2P结合能比效果前向高能方向位移0.leV，位移值均小于仪器差错值，显着，Ca和Al的化学环境在(NaPO3)6效果前后没有改动。而Fe2P3/2的结合能则由效果前的710.20eV移至710.65eV，升高0.45eV，阐明Fe的化学环境发生了改动，即(NaPO3)6与Fe2＋发生了化学键合。图7  石榴石与(NaPO3)6效果前后XPS谱图 2、(NaPO3)6对石榴石表面金属离子的溶出 (NaPO3)6是一种鳌合剂，对合适的金属离子（如Ca2＋等）具有强鳌合效果以致使离子从矿藏表面溶出[5，6]，这可导致表面金属离子质量浓度改动并改动包含浮选特性在内的表面功能。 用XPS谱峰强度积分办法测定了石榴石在与(NaPO3)6效果前后表面原子浓度，并据此核算出各原子质量浓度比值列于表2。矿藏表面Si与Al、Fe和Ca质量浓度的比值改动将直接反映这几个金属离子的改动状况。从表2看出，(NaPO3)6效果后，石榴石表面Si/Al值和Si/Fe值别离为1.659和3.782，与效果前的1.695和3.525比较，改动不大，但Si/Ca值由效果前13.202增加到16.130，则改动较大。这标明，石榴石经(NaPO3)6效果后表面Ca的质量浓度比效果前大大削减，显着(NaPO3)6选择性溶解了石榴石表面的Ca2＋。 表2  (NaPO3)6效果前后石榴石表面各原子浓度比值（XPS法求得）因为Ca2＋是石榴石表面与捕收剂ATF1024效果的首要活性质点，因而，Ca2＋的溶出与质量浓度的削减将大大削弱ATF1024在石榴石表面的效果与吸附，因而不利于石榴石的浮选。 3、(NaPO3)6对石榴石浮选的按捺机理 经过上述研讨，可得出在浮选过程中(NaPO3)6按捺石榴石的内涵机理：其一，(NaPO3)6经过与石榴石表面Fe2＋化学键合而结实吸附在石榴石表面，这导致表面激烈亲水，下降浮选活性并阻止捕收剂与之效果；其二，(NaPO3)6经过与石榴石表面Ca2＋螯合导致Ca2＋的选择性溶解。Ca2＋的溶出与浓度的削减又使捕收剂在石榴石表面的效果被削弱。 五、定论 烷胺双甲基磷酸（ATF1024）是金红石的杰出捕收剂，六偏磷酸钠[(NaPO3)6]可激烈按捺石榴石的浮选。以ATF1024作捕收剂，(NaPO3)6作调整剂，能够完成金红石与石榴石的浮选别离。浮选人工混合矿的成果与单矿藏试验根本共同。 (NaPO3)6在金红石表面仅发生不阻碍捕收剂效果的少数物理吸附，对金红石无按捺效果；(NaPO3)6与石榴石表面Fe2＋发生了化学键合，然后导致其结实吸附而亲水。(NaPO3)6还选择性溶解了石榴石表面Ca2＋，然后削减了矿藏表面与捕收剂效果的阳离子活性质点。两层效果的成果使石榴石遭到(NaPO3)6的激烈按捺。 参考文献：[1] 孙彤，翟玉春，马培华.负载型 Ca 掺杂 TiO2 材料的制备及其光催化功能[J]. 辽宁工程技能大学学报,2006,25(2):261-263[2]  C.Clericu.  从榴辉岩中收回金红石 [J] .国外金属矿选矿,1980,(3):31-38 [3] 崔林，刘均彪.金红石和石榴石浮选别离的研讨[J].化工矿山技能,1986,(5):32-35[4] 马鸿文.工业矿藏与岩石[M].北京:地质出版社,2002[5] Li Changgen，Lu Yongxin. The mechanism of the interaction between phosphate modifiers and minerals[J].International Journal of Mineral Processing,1983(l0):219-235.[6] Hao Ding, Hai lin，Yanxi Deng．Depressing effect of sodium hexametaphosphate on apatite in flotation of Rutile[J], Journal of University of Science and Technology Beijing,2007,14(3):200-203. 作者单位 中国地质大学材料科学与工程学院（丁浩、邓雁希、杜高翔） 辽宁工程技能大学资源与环境工程学院（任瑞晨）

根据委托方要求，本次试验的目的在于：通过对提供的试验样品进行多元素分析、岩矿鉴定，查明其矿物组成，确定可开发利用的石墨固定碳、金红石具体含量。在此基础上，进行多方案可选性试验，确定石墨碳、金红石产品指标，提供石墨产品的精矿品位及其回收率，结合市场价格及所采用工艺大体生产成本，进行经济分析，为该石墨（金红石）矿是否具有可开采价值，提供指导性意见。     1、陕西洋相翁子沟石墨（金红石）矿主要有用碳质物为石墨，主要工业钛矿物为金红石，石墨的特征是矿物粒度细小，但固体嵌晶包体极少，成分纯净，石墨质量相对较好。     2、本次试验的重点是确定翁子沟石墨（金红石）矿中的石墨资源开发价值，因此针对样品的矿石特点，进行了多方案对比试验，并借鉴国内外石墨选矿的先进工艺，最终采用一段粗磨、二段再磨、一次粗选、一次扫选、八次精选工艺流程。    经过连续20天的试验，获得石墨精矿含固定碳87.05%，回收率79.11%；尾矿综合回收金红石，富集后TiO2可达9.39%，回收率44.62%。初步结论为：翁子沟石墨（金红石）矿中石墨是可选的，金红石回收试验也有一定效果；如果进行闭路试验以及优化试验条件，石墨精矿的产品品位和回收率，将会进一步提高；金红石的回收亦将获得更加理想的指标。因此，该矿具有可以开采的经济价值。    陕西洋县翁子沟石墨（金红石）矿，按照日处理500吨矿石的小型选矿厂设计，经过初步估算，每年净利润可达132.75万元。    综上所述，可以确定陕西洋县翁子沟石墨（金红石）矿，具有可以开发的经济价值。    由于试验时间要求紧，有一些工艺条件没有进行详细研究。如果进行闭路试验以及优化试验条件，石墨精矿的精矿品位和回收率，将会进一步提高；金红石的回收亦将获得更加理想的指标。

折射率：当光从一种介质射入另一种介质时，有时会因速度发作改动而改动方向，这种现象叫做折射，当光从真空射入某一种介质而发作折射时，入射角和折射角的正弦的比值叫做折射率，折射率又称光指数。     白度：白度是表明物质对可见光吸收与反射两部分之比，相对白度是波长和粒度的函数。白度归纳了白色颜料的亮度与色彩两种光学效果。     隐瞒力：隐瞒力是指当一件物体涂以某种涂料时，涂猜中的颜料能隐瞒被涂物体表面的底色，使这底色不能再透过涂料而显露出来的才能。 颜料质量(g)隐瞒力=颜料质量(g)/ 被涂物体表面积(cm2)颜料的隐瞒力越大，则这个数值越小。隐瞒力也可以用每克颜料能隐瞒被涂物体的表面积来表明，就是上一种表明办法的倒数。这种办法表明的颜料隐瞒力越大，则其数值便越大，涂膜便可以越薄，所需的涂料量便越小。     消色力：颜料的消色力，就是这种颜料与另一种色彩的颜料混合后，能使得到的混合物显现它自身颜料的才能。以白色颜料而言，当它与一深色颜料混合后，混合物的色彩越浅，表明它的消色力越强。     吸油量：颜料的吸油量是指每100g颜料，在到达彻底湿润时需求用油的最低质量，吸油量常用百分率来表明。     有用酸：在酸解产品浸取所得的钛液中，硫酸主要以三种不同方式存在：(1)与钛结合的硫酸；(2)与其他金属(主要是铁)结合的硫酸；(3)未被结合的，过剩的游离酸。由于无法独自测定与钛结合的酸和游离酸，只能测定这二者的总和，因而就把二者的总和称为有用酸。 有用酸=与钛结合的酸+游离酸     酸比值：钛液中有用酸与总钛含量之比叫酸比值。酸比值又名酸度系数，通常用F来表明。     钛液的安稳性：安稳性又称安稳度，就是在钛出产中，钛液在条件改动的情况下，有发作前期水解而分出白色胶体粒子的倾向，这种倾向的强弱程度叫做钛液的安稳度。表明这种倾向强弱的特性叫做钛液的安稳性。     钛液的前期水解：一般来说，从酸解后到未进行后期水解之前，钛液中不该含有偏钛酸和正钛酸这两种胶体粒子，可是有时在钛液的浸取、复原、运送和寄存进程中，由于操作不妥或条件改动，而在钛液中呈现上述两种白色胶体物质，这种现象称为钛液的前期水解。     酸解率：溶液中的可溶性钛盐总量(以TiO2计)占所投钛铁矿中所含钛总量(以TiO2计)之百分比，叫做酸解率。 溶液中总钛含量 酸解率(%)=(溶液中总钛含量/矿粉中总钛含量) *100      钛液的残渣：用硫酸分化钛铁矿后，经浸取所得到的溶液，是一种混浊不清的杂乱系统。这种溶液既具有真溶液的性质，又具有胶体溶液的性质，既含有以钛和铁为主的可溶性硫酸盐，又含有不溶性的、颗粒较大的悬浮的机械杂质和颗粒较小的、具有较高安稳性的胶体杂质。后两种不溶性的固体杂质，称之为钛液的残渣。     铁钛比：钛液中总铁含量和总TiO2含量之比叫做铁钛比，其公式如下： 总Fe含量(g/l)铁钛比=总Fe含量(g/l)/ 总TiO2含量(g/l)铁钛比的凹凸，对水解产品的偏钛酸的颗粒巨细和结构有必定的影响。因而在钛出产中，特别是在涂料钛出产时，有必要控制在必定的铁钛比范围内。     钛液的浓缩：钛液中的水是溶剂，是可蒸发的，而钛液中的硫酸氧钛、硫酸钛和硫酸亚铁等是溶质，是不行蒸发的。借助于加热的效果，使钛液中的溶剂(水)逐步气化蒸发而扫除，使溶质的浓度逐步增大，这个进程称为浓缩。     涂料用钛的质量要求：A、白度好；B、研磨潮湿性好；C、耐候性好；D、化学安稳性好；E、粒度小，隐瞒力大，消色力高，不透明度和光泽度好。      水解率：水解率是反映水解完结程度的一个值。即液相TiO2转变成固相TiO2的百分比。水解率的高或低，别离表明钛液中TiO2转变成固相TiO2的转化率的高和低。     沉降率：偏钛酸颗粒在水解后浆液中沉降速度的快慢叫做沉降率。它是反映水解好坏和偏钛酸粒子巨细的一个值。沉降率高，偏钛酸粒子就细；沉降率低，偏钛酸粒子就粗。 [next]    盐处理：偏钛酸在煅烧前参加少数化学品添加剂进行改性处理的进程，称为盐处理，亦称为前处理。     钛的后处理：钛的后处理是对通过损坏的钛粒子进行粒度分级后，将符合要求的粒子进行表面改性处理的进程。     粉化、老化、耐候性：用于室外的漆料，通过日晒雨淋，漆膜逐步被损坏，其表层逐步失去光泽，颜料颗粒离分出来，成为一层可被擦去的疏松粉末，这种现象称为粉化。在粉化的一起，白漆会泛黄，色漆会褪色，这种现象称为漆膜老化。漆膜能耐受这种老化的程度，称为耐候性。     涣散性：涂料的制作，实际上是通过研磨或拌和，将颜料很好地涣散在各种基料的胶粘液体中。颜料在介质中的易涣散程度和在涣散系统中的涣散安稳性，称为涣散性。     硫酸分化钛铁矿的办法：依据参加反响的硫酸浓度和终究反响产品的状况，钛铁矿的酸解办法分为三种，即液相法、两相法、固相法。     固相法酸解：选用80%以上的硫酸，反响剧烈敏捷，在5~30min内完结，反响最高温度达250℃。     熟化的意图：酸解反响后要进行熟化，其意图是让固相物逐步冷却，在这个冷却进程中，让一部分未酸解的矿粉持续与存在的游离酸效果，以利进步酸解率。     钛液的复原：浸取的钛液中既有硫酸亚铁(FeSO4)，又有硫酸高铁Fe2(SO4)3，硫酸亚铁在酸性溶液中是安稳的，只要在pH值大于5时才开端水解；硫酸高铁在pH为2.5的酸性溶液中，即开端水解，生成氢氧化高铁沉积。在偏钛酸洗刷时，当pH到达2.5就会生成氢氧化沉积稠浊在偏钛酸中，待到煅烧时即变成红棕色的三氧化二铁混在产品中，而影响钛的白度。因而，钛液中就不允许有三价铁的存在，有必要把三价铁复原成二价铁。     钛液冷冻结晶的意图：从钛铁矿通过酸解再通过加水浸取所得到的钛液中，含有很多的硫酸亚铁。冷冻结晶的意图主要是使硫酸亚铁成为晶体分出，然后通过过滤，使硫酸亚铁从钛液中别离出来。     钛液的净化：经沉降除掉绝大部分残渣和经冷冻结晶除掉硫酸亚铁晶体后的钛液，尚含有一些沉降不彻底而带来的颗粒细微的微量固相物。这些固相物极细，表面或许带有必定电荷，是一种胶体物质，由于颗粒小，在硫酸亚铁晶体粗滤时，可以穿滤而留在滤液中；别的钛液还存在着除钛以外的可溶性杂质，有害的杂质有必要除掉。将钛液进行过滤，就是除掉固相物，使钛液净化的一种手法。     液浓缩的意图：浓度低的钛液制得的偏钛酸的颗粒较粗，进而制得的钛的颜料功能较差。为使钛液通过水解得到颗粒较细均匀的偏钛酸，进而得到颜料功能优越的钛，就有必要将通过结晶过滤的浓度较低的钛液进行浓缩。 水解先加晶种的效果  由于晶种是决议水解产品粒子形状、巨细和终究产品功能的要害，是诱导热水解正确进行的导游。加晶种有两方面的效果，一是确保制得的粒子巨细恰当和均匀，而且有必定结构的水合二氧化钛；二是能使水解速度加速，使水解效果进行得较彻底，得到较高的水解率和取得优秀颜料功能的钛。     钛液水解的意图：钛液的水解是使二氧化钛组分从液相的钛液转变为固相的偏钛酸，然后与母液中的可溶性杂质别离，以提取纯洁的二氧化钛。     偏钛酸水洗的意图：水洗的意图是运用偏钛酸的水不溶性和杂质离子的水溶性进行液固别离，然后除掉偏钛酸所吸的母液中的很多的铁、硫酸及其他可溶性杂质，使之得到比较纯洁的偏钛酸。     真空过滤洗刷法：运用抽真空构成的压力差，将滤液吸过过滤介质，而将固体吸附在过滤介质表面。水洗时清水不断将溶解的杂质离子带过滤层而除掉。     叶滤机的作业原理：运用一种具有很多毛细孔的物料为介质，在真空的效果下，使溶液从小孔通过，而将固体截留，然后到达固液别离和固体水洗的意图。     漂白的意图：运用三价钛溶液漂白，把氢氧化高铁除掉，煅烧后就不会发生与金红石型钛同晶型结构的Fe2O3，这样钛的白度和消色力就不会下降。     煅烧的意图：在高温下使偏钛酸脱水、脱硫，而且构成具有必定晶型、到达必定质量指标的钛。     损坏钛的意图：经煅烧的钛大都是粒子的聚结物，需通过损坏才能使粒度到达颜料标准的要求，然后取得尽或许高的不透明度及其他颜料功能。     钛包膜的效果：包膜也叫表面处理，就是在钛颗粒表面包上一层特殊的膜，使钛颗粒自身与外面介质(空气或油料)离隔，这样就可以防止钛的光化学活性影响油料的安稳性和防止太阳光中紫外线的直接照耀，然后进步钛的耐候性，使其更适合于室外运用。     无机包膜：在钛浆液中添加无机处理剂，并使其金属离子以氧化物或氢氧化物的方式沉积在钛颗粒的表面，以下降光化学活性，进步耐候性。     有机包膜：在钛浆液中参加有机处理剂，以物理吸赞同化学吸附二种方式吸附在钛颗粒表面，改动钛的表面性质，以改善钛在不同介质中的涣散性。     不透明性：指光对颜料颗粒不能通过的程度。不透明性的巨细，首要取决于颜料的折射率和粒度，当然也与颜料体积浓度及吸油量等次级特性有关。     光泽度：表明某一物质对一投射来的光线的反射才能。反射才能越强，光泽度越大。     色相：就是颜料给予人们的色光感觉。     上色底相：上色底相又称灰漆色彩，它受颜料的均匀粒径及其散射力巨细的影响非常显着。     上色力：上色力是指一种颜料与另一颜料混合后，所给予另一种颜料的上色才能。     钛的类型区别：涂料用钛分为金红石型和锐钛型二种。按世界贯例，金红石型用其英文Rutile的第一个字母R表明，称为R型；锐钛型用其英文Anatase的第一个字母A来表明，称为A型。未经后处理的金红石型和锐钛型别离称为R1和A1型；通过后处理的金红石型和锐钛型别离称为R2、R3和A2型。 我国还把塑料用的锐钛型钛称为AP型；把化学纤维用的锐钛型钛称为AH型。      珐琅用钛质量要求：1.纯度高；②杂质少(若含有Fe2O3或Cr2O3,则产品会发生黄荫)；③颗粒细微而均匀(使熔制时与其他材料易于混合而使在熔制进程中的熔制时易于控制)；④具有很强的折射率和较高的消色力，在瓷釉中作乳浊剂，具有很强的乳浊度和不透明性，使涂搪后涂层薄、润滑和耐酸性强。     电焊条用钛的质量要求：(1)杂质含量少，硫和磷的含量不能超过0.05%，由于硫和磷在焊接时不蒸发而转移到焊缝金属中去，硫能使焊缝发生气泡和热裂缝(热脆性),磷能发生冷裂缝(冷脆性);(2)颗粒小而均匀，45μm筛孔筛余物要少0.5%；(3)视比容在0.8~0.9g/ml之间，如过小则粘性差，在配方中要添加水玻璃用量，致使影响焊接操作的焚烧。

国外金红石资源大部分为海边砂矿，其粒度粗，解离度高，一般不需要磨矿和浮选作业，因而国外对金红石浮选工艺研讨较少。而我国金红石资源特色是砂矿份额小，嵌布粒度较细，开发运用的关键是处理细粒金红石浮选问题。现在国内金红石的选矿，依据矿石性质不同常选用重选（摇床、螺旋选矿等）抛尾、重选精矿选等工艺。有些矿石还在重选抛尾前磁选，有些对粗精矿进行酸洗，有些在浮选后进行电选。酸洗的效果是洗去金红石边际的铁质矿藏和脉石矿藏，使连生的金红石解离，使金红石与脉石矿藏的物性差异充沛显示出来；电选能够进一步进步浮选精矿的档次。金红石浮选存在的问题，促进了人们对金红石浮选的理论和实践研讨，但由于金红石与脉石硅酸盐矿藏的晶体结构附近，导致现在金红石浮选技能不过关，没有找到有用的金红石捕收剂。     油酸、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、肿酸、等均可作为浮选金红石的捕收剂，但这些药剂一般无法完成金红石和脉石矿藏的有用别离，完成有用别离有必要凭借适合的调整剂。依据意大利Marabili等人提出的挑选络合捕收剂的核算办法，极性基键合基团的键合原子多为O、N等，非极性基部分带有环的有机药剂可对金红石具有杰出的捕收效果。针对此特色，在实验研讨中曾挑选了TPRO、水杨羟肟酸、N-甲酰羟胺、钽试剂、1-亚硝基-2-酚（钴试剂）及-3，5-二磺酸钠（试钛灵）等一系列药剂进行了金红石单矿藏浮选的开始实验。本研讨挑选其间效果最佳的TPRO和水杨羟肟酸进行了较为具体的金红石、石英的单矿藏浮选和混合矿浮选实验，并进行了紫外、红外光谱检测，以期对其效果机理进行研讨。而实验成果标明TPRO在浮选金红石单矿藏时有极高的回收率，浮选金红石和石英的混合矿也有杰出的挑选性，这为TPRO在金红石实践矿石浮选中的运用供给了依据。     一、矿样与实验办法     （一）实验物料及试剂     所用纯矿藏为金红石和石英，其间金红石为来自澳大利亚的重选精矿矿砂（+0.100mm），化学分析和X荧光分析标明试样契合纯矿藏条件。纯矿藏经破碎、瓷球磨干磨和筛分，化学分析标明其纯度均在98%以上，用于浮选实验一切纯矿藏的粒度均为-0.074+0.037mm。金红石纯矿藏元素分析成果见表1。 表1  金红石纯矿藏的元素分析成果（质量分数）/% Ti02VZrFeNbMnWMoSn轻元素94.701.300.620.500.380.070.040.010.022.34     实验所用捕收剂为水杨羟肟酸和新式药剂TPRO。水杨羟肟酸一种典型的鳌合捕收剂。TPRO是一种酚类衍生物，分子中含有两个羟基，能够经过两个酚羟基上的氧原子进行键合，在本实验中被初次用作钛矿藏的捕收剂。所用pH调整剂为NaOH和HCl，浮选起泡剂为MIBC，一切实验在室温条件下进行。表2为实验所用化学试剂的纯度等级和生产供应商。 表2  实验所用的首要试剂试剂纯度供应商（MIBC）99%上海晶纯试剂TPROCR上海晶纯试剂水杨经肪酸≥98%衢州未来试剂Pb（N03）2AR天津大茂试剂NaOHAR天津大茂试剂HClAR天津大茂试剂     （二）实验仪器与办法     1、纯矿藏浮选实验     选用XFD-76型40mL挂槽浮选机，叶轮直径25mm，转速1700r/min，每次实验的矿藏用量单矿藏为2g，混合矿为4g。实验时，先将40mL矿浆拌和2min，然后依据需要按如下次序加药：pH调整剂、活化剂、捕收剂MIBC。其间捕收剂的拌和时刻为3min，MIBC 30s，其它均为2min，单矿藏浮选刮泡3min，混合矿浮选刮泡1.5min。泡沫和槽内产品别离过滤、烘干、称重，核算矿藏回收率。混合矿浮选精矿用X荧光分析其化学成分。     2、紫外光谱测定     选用差减法测定金红石矿藏对捕收剂TPRO的吸附量。将2g金红石单矿藏案依照浮选实验的操作参加到XFD-76型挂槽浮选机，拌和2min后，参加pH调整剂和捕收剂，但不参加起泡剂，浮选2min，参加调整剂和捕收剂后的拌和时刻与浮选实验相同。浮选后的矿浆用冷冻离心15min，取上层弄清液测定吸光度。由文献可知，TPRO的最大吸附波长为279 nm。实验所用紫外光谱仪为北京普析TU-1810型紫外－可见光分光光度计。     3、红外光谱测定     将单矿藏样用玛瑙研钵研磨至-5μm，在室温条件下，必定pH值的蒸馏水溶液中，参加必定量的矿藏与药剂，充沛拌和，使矿藏与药剂充沛效果，固液别离后天然枯燥。将药剂与矿藏效果后的矿样、－5μm的单矿藏样和药剂粉末样一同运用漫反射法测定药剂与金红石矿藏效果前后的红外光谱。实验所用红外光谱仪为美国热电（Nicolet）670型FT－IR光谱仪。     二、实验成果与评论     （一）TPRO浮选单矿藏和混合矿的实验     图1是TPRO的用量为2×10-4mol/L时，单矿藏的回收率与pH的联系曲线。由图1可见，金红石在pH=6.5～9.5的规模内回收率大于91%，且逐步升高至94.5%；在整个pH规模内石英根本不浮选。     图2是pH=8时单矿藏的回收率与TPRO用量的联系曲线。由图2可见，pH =8时，两种矿藏的回收率均跟着TPRO用量的添加而进步。在TPRO的用量小于1×10-4mol/L时，金红石的回收率已到达60%，而石英根本不浮选；TPRO的用量为1.2×10-3mol/L时，金红石的回收率到达97.5%，而石英的回收率只要40%。这标明在pH=5～10的弱酸性、中性及弱碱性的较大规模内，用TPRO作捕收剂时，金红石与石英的可浮性有显着的差异。据此能够估测，在pH=8的弱碱性条件和适合的TPRO用量条件下，彻底有或许完成金红石与石英的有用别离。     图3是TPRO用量为4×10-4mol/L时金红石与石英的混合矿浮选与pH的联系曲线。由图3可见，在pH=5.5和pH=8～9.5，混合矿浮选精矿中金红石的档次大于80%，回收率大于92%；在pH==5～9.5的较大规模内，浮选精矿中金红石的回收率跟着pH值的升高而逐步进步且一向大于92%，在pH=6～9.5时，精矿中金红石的回收率乃至大于97%。这证明了TPRO作捕收剂时，运用两种矿藏的可浮性显着差异，能够完成它们的有用别离。    （二）水杨羟肟酸（SHA）浮选单矿藏的实验     图4是SHA浓度为5×10-4mol/L时，金红石和石英单矿藏浮选回收率与pH值的联系曲线。图5是pH=5时，金红石单矿藏浮选回收率与SHA浓度的联系曲线。由图4和图5可知，SHA对两种矿藏捕收才能均较差，且其可浮性根本没有差异。能够估测，独自运用SHA作捕收剂，很难完成金红石与脉石的有用别离。    （三）Pb2+活化下SHA对混合矿浮选实验    图6是Pb（NO3）2用量为1×10-4mol/L，SHA用量为5×10-4mol/L时，SHA浮选混合精矿中金红石的回收率和档次与pH的联系曲线。由图6可见，pH=5～8的规模内，混合矿浮选精矿中金红石的档次到达80%，在pH=7时到达88%；而在pH=6～8的规模内，紧精矿中金红石的回收率挨近80%时，在pH≈6.5时才挨近90%。     （四）TPRO和SHA对金红石捕收才能的比较    图7和图8是TPRO用量为4×10-4mol/L，SHA用量为5×10-4mol/L，Pb（N03 )2用量为1×10-4mol/L时不同pH条件下TPRO与SHA对金红石单矿藏及混合矿浮选效果的影响。由图7和图8可见，TPRO的用量为2×10-4mol/L时，金红石在pH=6.5～9.5的规模内回收率大于91%且逐步升高至94.5%；无Pb2+活化时SHA浮选金红石单矿藏的回收率在整个pH规模内均小于40%，即便在1×10-4mol/L Pb2+的活化条件下，SHA浮选金红石单矿藏也仅在pH≈6.5的极窄的规模内回收率才到达90%。    关于混合矿的浮选，TPRO用量为4×10-4mol/L时，在pH=5～9.5的较大规模内，浮选精矿中金红石的回收率跟着pH值的升高而逐步进步，且一向大于92%，精矿档次一向挨近80%；在pH=5～9.5时，精矿中金红石的回收率乃至大于97%。在SHA用量为5×10-4mol/L，活化剂Pb2+用量为1×10-4mol/L时，仅在pH=6～8的较小规模内，精矿中金红石的回收率挨近80%，且仅在pH≈6.5时才挨近90%。     与SHA比较较，用TPRO作捕收剂时，运用金红石和石英可浮性的显着差异，无需任何活化剂，就能够完成它们的有用别离。     （五）吸附量的测定     图9为TPRO的用量为2×10-4mol/L时，金红石矿藏吸附TPRO的吸附量随pH值的改变。由图9可见，pH=4～9的规模内，TPRO的吸附百分数均大于20%；在pH=6～8的规模内，捕收剂的吸附百分数大于30%；在挨近中性时，吸附量达最大。    由图1和图2可知，在TPRO的用量为2×10-4mol/L时，金红石在pH=6.5～9.5的规模有很好的可浮性，回收率大于91%，而石英简直无法浮选。这标明TPRO是因在金红石矿藏表面发生了显着的吸附，然后对金红石的效强的捕收功能，浮选实验现象与吸附量测定成果根本符合。为断定TPRO在金红石矿藏表面的吸附特性及吸附产品的结构，进一步进行了红外检测。    （六）矿藏-水溶液介面反应物性质的测定     图10为TPRO、金红石纯矿藏以及金红石与TPRO效果后的红外光谱图。TPRO的首要吸附峰为3349cm-1，应为环上的羟基（-OH）的弹性振荡或分子内氢键缔合的振荡；1213、1189cm-1均为羟基（-OH）弹性振荡；1343、1367cm-1均为羟基（-OH）的曲折振荡。TPRO与金红石效果后的红外光谱中，3349cm-1处的吸收峰移动到了3279cm-1，而羟基（-OH）在1213、1189、1343、1367cm-1等处的吸收峰均消失了，能够揣度金红石矿藏表面与TPRO环上的羟基发生了化学键合效果。     Paula等和Ivana等研讨以为，羟基的键合原子－0－与Ti（Ⅳ）有激烈的效果，Ti（Ⅳ）能替代羟基(-OH）上的质子，构成内络化合物。TPRO与金红石矿藏表面Ti（Ⅳ）或许生成的效果产品见图11。两个相邻的羟基（-OH）失掉质子后能够与表面的Ti（Ⅳ）经过螯合效果构成安稳的五元环螯合物（如图11（a)），或与表面的Ti（Ⅳ）构成桥联结构（如图11（b））。依据螯合环的结构特性，与桥联型的七元环产品比较，五元环的结构更为安稳，也是更为或许的表面效果产品。在浮选矿浆中，金红石表面暴露的Ti（Ⅳ），应该是与TPRO分子中的两个羟基的－0－原子构成了类似于图11（a)中的五元环安稳鳌合物，然后具有了激烈的挑选性捕收效果。     三、结语     （一）在最佳的浮选条件下，金红石单矿藏的浮选回收率能够到达97.5%。在pH=8～9.5，TPRO用量为4×10-4mol/L时，混合矿浮选精矿中金红石的档次大于80%，回收率大于92%；在pH=6～10时，精矿中金回收率大于97%。而用SHA作捕收剂时，即便在最佳的用量和最佳的Pb（N03）2活化条件下，混合矿中金红石的档次和回收率均小于90%。与SHA比较，TPRO是一种高效的、挑选性较高的新式金红石捕收剂，且无需活化，并有或许得到实践的运用。     （二）吸附量测定成果与浮选成果根本符合，跟着TPRO吸附量的增大金红石的浮选回收率逐步进步。     （三）红外研讨标明，TPRO对金红石具有捕收功能是因为TPRO与金红石表面的Ti（Ⅳ）发生了化学吸附，进一步的分析能够估测TPRO经过两个羟基上电负性较大的0原子与Ti（Ⅳ）构成了螯合物，其或许的产品为安稳的五元环螯合物。

一、颜料用钛的光学功能首要是取决于颗粒特性和表面性质    颜料用钛首要的光学功能是在于它被涣散在介质中和涂在表面上（作涂料）时的不透明性。与不透明性在不同程度上互相相关的重要光学功能是亮度、白度、色相、消色力和遮盖力。钛的不透明性很大程度上取决于它对光的折射率和颗粒特性。颗粒特性包含粒度、粒度散布和颗粒形状。别的，钛在各种介质中的涣散才干也是很重要的要素。因为在大多数状况下，颜料的光学功能能否充沛显现出来，还取决于钛的涣散性怎么，而涣散性往往又和颗粒特性及表面性质亲近相关。    二、钛的颗粒特性对颜料功能的影响    颗粒特性对颜料功能的影响有以下三方面。    1.颗粒粒度对颜料功能的影响    关于必定波长的人射光，当颜料颗粒巨细为半波长时，对光的散射率最高，也就是不透明度最高。可见光的波长为0.4-0.7μm，故理论上颜料颗粒的最佳粒径为0.2-0.35μm。若颗粒度过小，则发作光的衍射，导致不透明度下降。且颜料功能与散射系数联系甚大。当散射系数在粒径为0. 2μm时为最高，这时颜料的消色力和遮盖力最优，白度和光泽都最好。但各种颜料功能之间有时互相对立，如粒径变小时，耐候性就相应下降，因而关于一些耐候性要求高的颜料，粒径应该恰当大一些。    2.粒度散布对颜料功能的影响    颜料功能优秀的钛，其颗粒的粒度散布宽度应尽或许狭隘，即颗粒粒径在0.2-0.3μm之间的要占绝大多数，而0.lμm以下和0.37μm以上者简直不存在。    3.颗粒形状对颜料功能的影响    颜料的颗粒形状对光散射也有影响，一般粒子为圆形时，散射率最高，对油滑规整的颗粒，其颜料功能最优。要尽或许避免角状颗粒，因其不只光学功能差，并且堆积在一一起，空间体积大，相应的吸油量高。    三、钛需求破坏的原因及破坏的办法    经锻烧的钛大都是粒子的聚结物，需进行破坏才干使粒度到达颜料标准的要求，然后取得尽或许高的不透明度及其他颜料功能。    颜料钛对颗粒巨细和粒度散布有严厉的要求，因而挑选适宜的破坏设备和工艺流程是很必要的。破坏钛的办法可分为湿式破坏和干式破坏。湿式破坏如湿法球磨及砂磨，均在介质水中进行；干式破坏有雷蒙磨、锤磨、离心磨（全能磨）、流能磨（气流破坏机）等。破坏可选用单一的研磨设备，也可选用由两种或两种以上研磨设备组合运用，如将锻烧物先经雷蒙磨研磨后，再经气流破坏，也可用同一种设备进行屡次破坏，如二次气流破坏。破坏工艺流程的挑选首要取决于钛种类的需求。出产非颜料型产品，如电焊条、冶金、珐琅、电容器级钛时，不强调单个颗粒的粒度，只需求320目筛余物不超越必定规模即可，锻烧物只经过一次干式破坏，如离心磨或雷蒙磨，即可符合要求，有些锐钛型颜料钛也只经过一次干式破坏。    四、离心式破坏机磨粉的原理、影响磨粉作用的要素及取得抱负细度的办法    离心式破坏机的磨粉是借助于物料在破坏机内高速旋转时的离心力的碰击作用，是将固体物料内部的凝聚力战胜而割裂的操作。大块物料割裂成小块物料的操作称为破碎，小块物料变成细粉的操作称为破坏。    在离心式破坏机破坏锻烧物的进程中，物料在机内的碰击办法有三种：一是锻烧品颗粒与机壳的碰击；二是锻烧品颗粒与刀具的碰击；三是锻烧品颗粒之间的碰击，曾经两种碰击办法为主。磨粉的细度就取决于这些碰击的程度。碰击的时机越多，钛的细度越细，离心式破坏机内物料碰击时机的多少是由物料在机内逗留的时刻和物料取得的离心力两个要素决议的。刀具与机壳的距离小，进风量小，物料逗留时刻长，破坏机主机电机的功率大，物料取得的离心力就大。出产中只需操控较小的距离，适宜的进风量和加料量，就能取得较抱负的细度。[next]    五、雷蒙磨破坏的工艺流程    雷蒙磨又称环辊磨，钛工业都用摆轮式环辊磨。雷蒙磨可用来破坏非颜料型钛产品，也可用在颜料钛的一次性破坏和初级破坏上。雷蒙磨破坏钛工艺流程如图1所示。锻烧物从贮料斗接加人雷蒙磨的机体内，此机有竖轴，在轴顶穿插的十字横梁上有自在下悬且附有悬辊的2-6个摆，悬辊除自转外，还随摆一同绕竖轴旋转。竖轴翻滚时，离心力使悬辊紧贴于停止的环形衬垫上。物料在悬辊与衬垫之间经过。大块及未被破坏的物料坠于机底，并被轮子从头将其投掷于翻滚很快的悬辊前的衬环面上，已被破坏的物料为空气流携出，在上部离析器中别离出粗颗粒回来研磨区从头研磨，磨细的钛随气流进人旋风别离器内，别离出的钛自下部星形下料器卸出，制品细度可由调理吹人空气量的巨细来操控，空气经过鼓风机从头回来雷蒙机底部构成闭路循环。如一级旋风别离器达不到要求，则可设备两级旋风别离器，或与布袋收尘器串联。    六、雷蒙磨粉机与离心式破坏机比较所具有的长处    雷蒙磨粉机与离心式破坏机比较具有以下五方面的长处。    ①雷蒙磨粉机不只能够磨钛，也能够磨钛铁矿。    ②因为雷蒙磨内部附有离析器，能够调理细度，因而磨粉的细度好，产品粒度均匀，粗粒子少。    ③因为雷蒙机是经过摆轮离心力对物料的揉捏和研磨而到达破坏意图的，因而其破坏的钛粒子外形比较油滑，粒子较健壮，钛制品的吸油量显着下降，白度和消色力也有所进步。但假如破坏前的钛过于松软，则经破坏后的钛黏性大，简略堵塞管道，简略发作结块。处理的办法是进步风压。    ④产值大、用电省。一台五辊雷蒙磨每小时产值约1吨，而一台Φ600mm型的离心式磨机破坏颜料型钛每小时产值只要160-300kg。破坏非颜料型钛的产值可达1. 5-2.0吨。    ⑤因为离心式破坏机的机体大都用铸铁制成，破坏钛时，机体磨损较严峻，铁的污染有时可使钛中铁的含量增加0.02％左右，严峻影响到钛的色泽和光泽，有的单位选用在内壁堆积碳化钨焊条的办法削减磨损，取得了必定的作用，但污染仍很大，而雷蒙磨的材料磨损的污染就少得多。    七、钛工业常用的气流破坏机、选用的破坏介质及扁平式气流破坏机的作业原理    气流破坏机又称流能磨，是一种功能优胜的超微破坏设备。气流破坏机内的物料在高速气流（等于或超越声速）的作用下，互相发作剧烈磕碰和研磨而被破坏。钛工业常用的气流破坏机有扁平式和环办法两种，选用的破坏介质（气体）为过热蒸汽或高压空气或惰性气体。[next]    扁平式气流破坏机是由上下盖、进料管、喷嘴圈及喷嘴、卸料管、排气管组成。其作业原理为：气流破坏机作业时，高压工质，常用的是高压蒸汽，经过喷嘴进人破坏室，构成高达每秒几百米乃至每秒上千米的超声速喷气流，物料经过文氏管吸人破坏室，喷气流夹藏着物料粒子在破坏室内以极高的速度旋转着，在这样强壮的旋风流中，遍地的流体动力学特性均不相同，即在半径方向上存在有梯度，在接近破坏室外圆周处，除了有微弱的气流之外，尚有许多小漩涡流，使物料呈高度湍动状况，物料在这里以巨大的动量互相磕碰（占破坏量的80%左右），又与圆周壁相冲突（占20％左右），完结破坏进程，这一带称为破坏区（见图2）。    在破坏区与中心搜集区之间，工质以适当高的流速构成主旋风流。被破坏了的物料在这里以层流的流型随主旋风流而运动，然后在向心力的作用下，发作分级作用，这一带称为分级区。破坏区与分级区的分界处称为分级圆。喷嘴的轴线也就是喷气流的轴线与此圆相切。被别离出来的合格粒子，以阿基米德螺线的轨迹，战胜离心力，跑人搜集区而被搜集下来。    八、气流破坏的工艺流程    图3为气流破坏钛工艺流程。由锅炉房发作的高压蒸汽（一般为0.637-1.176MPa表压），经过过热炉加热到必定温度(250-350℃），经过流量计进人气流破坏机的破坏室，少数蒸汽导人文丘里加料器，将料斗中物料吸人破坏室。破坏后的产品部分从主体下料筒中捕集下来，并经星形下料器卸出，部分随气流进人旋风别离器及布袋收尘器，搜集的钛从卸料筒及布袋中卸出。如经过布袋的气流中仍残留有细料钛，可再设备一水喷淋塔收回之后，废气放空。 [next]     九、气流破坏工艺条件的挑选    1.加料量    气流破坏机的加料量与工质、所破坏的物料、要求的细度等要素有亲近的联系。不同规格的气流破坏机关于某一断定的物料，都有一个最佳的加料量，此刻既可使物料粒子的冲击速度最大，又可使物料在工质中的浓度适中，然后使破坏作用处于最佳状况。Φ280mm的扁平式气流破坏机，工质用压力0.784MPa以上的过热蒸汽，破坏锐钛型钛的加料量每小时约65-80kg。跟着气流破坏机直径的增大产值增加很快。直径增大40％，产值就增加200％。一般来说，下降加料量会使粒子的破坏进程大大加快，在破坏室的逗留时刻加长，磕碰时机增多，然后进步粒子的细度。为使破坏产品质量安稳，特别要注意加料的均匀性，一般以为加料量改变起伏应不大于±2％。    2.进料粒度    进料粒子不能太大，关于坚固的物料，最大进料粒度为4-14目，最小为20-100目；软、脆的物料，最大为2-5目，最小为10-100目。    3.工质、压力和温度    可用作气流破坏机工质的有过热蒸汽、压缩空气、惰性气体。一般来说，破坏矿石型物料时，大多用过热蒸汽；破坏药物型物料时，大多用压缩空气；惰性气体一般只用在物料有必要避免氧化等特殊场合中。    一般运用过热蒸汽较压缩空气好，因为蒸汽易得并且廉价，其本钱约为压缩空气的1/2以下。蒸汽压力能够很高，其供给的动能比空气高得多，并且不存在空气压缩机润滑油的污染问题，用过热蒸汽破坏钛时，不易发作黏结现象，钛的内聚现象小，长时刻运送和储存不发作结块现象。因而凡能用蒸汽破坏的物料，一般不必压缩空气。在钛工业中，Φ200mm以上的气流破坏机都用过热蒸汽作工质，Φ200mm以下的气流破坏机，因为不易处理蒸汽冷凝问题，而选用高压空气。    工质的压力是发作喷气流速度的首要参数，也是影响破坏作用的最重要的参数之一。关于缩短型喷嘴，压力增大到临界值后，气流速度不再增加，但气流密度能够增加，因而气流的动能便增加，然后强化破坏进程，一般都以为工质的压力越高越好，但工业上受设备的约束，大都选用压力为0.98MPa的过热蒸汽。    4.汽固比    汽固比是影响破坏作用的重要参数，因为气流破坏机类型、规格、工质条件及物料的不同，汽固比改变很大，文献中报导的汽固比能够在(0.5-1.0)：1之间改变。这和原始物料粒度的联系很大，如经过雷蒙磨破坏的粗碎、包膜后气粉时，其汽固比一般为(l.2-2.5)：1。破坏未处理过的锐钛型钛最好的汽固比为(0.8-1.2)：l。一般来说，选用高汽固比，能使钛的颜料功能充沛发挥出来，对进步消色力和下降吸油量有利，但会危害颜料的涣散性；假如汽固比太低，涣散功能好了，颜料功能要下降。无论是粒度散布仍是颜料功能，均以气流破坏→表面包膜处理→气流破坏的流程为最佳，其间第一次破坏选用高汽固比的更为抱负。    5.破坏后物料的别离和捕集    经过破坏的物料的一级收尘大都选用旋风别离器。两级收尘有湿法和干法两种，湿法能够使用蒸汽冷凝的办法收回被夹藏的制品，也能够选用别的的喷淋设备。湿法收尘的作用尽管杰出，但搜集的浆料有必要再进行枯燥处理，因而，流程长、占地大、设备多，现在较少选用。干法收尘一般可选用两级旋风收尘后再用脉冲反吹式布袋收尘。干法收尘时有必要使收尘体系的温度高于蒸汽露点14-22℃，避免发作黏结和堵塞。    6.气流破坏机中的化学反应    许多物料在气流破坏的一起，加人一种物料进行包膜处理。例如，美国公司曾提出在二氧化钛中增加微量铝。铝先溶于，再和二氧化钛混合后进入气流破坏机，在过热蒸汽的高温下，铝发作水解，沉积出氢氧化铝包覆在二氧化钛的表面。    气流破坏机进行的另一种处理是增加破坏助剂。因为气流破坏机中物料处于高度湍动状况，因而即便增加极少数助剂，亦能高度均匀地混合在制品之中，国外为进步二氧化钛的涣散性，遍及使用在气流破坏机中物料吸附某些有机化合物的办法进行有机包膜。[next]    十、气流破坏与机械破坏比较所具有的长处    气流破坏与机械破坏比较具有以下六大长处。    ①气流破坏后物料的粒度和粒度散布较机械破坏优胜得多。当需求将物料破坏到亚微米级细度，粒度散布又要求较窄时，气流破坏是最重要和最有用的手法之一。颜料钛的抱负粒度要求在0.2μm左右，粒度散布宽度要求很窄，一般机械破坏无法做到这一点，只要经过气流破坏才干到达这一要求。图4为气流破坏与机械破坏后物料粒度散布曲线，两条曲线的均匀粒径持平，但粒度散布相差很悬殊。气流破坏粒度散布宽度很窄，即破坏后颗粒巨细均匀而规整。其颜料功能优秀，这是一般机械破坏难以到达的。    ②一般机械破坏周期长、功率低，有时虽经屡次长时刻的破坏，仍不能到达所要求的细度。    ③机械破坏在长时刻的磨细进程中，发作许多的热量，对热敏性物料不适宜。    ④气流破坏的产品粒度散布很少随时刻改变，产品的质量比较安稳。而一般机械破坏不只粒度散布宽，并且每天会发作改变，形成产品质量动摇。    ⑤气流破坏机械磨损小，对被破坏物料不易形成污染。    ⑥气流破坏在物料破坏时髦能进行一些简略的化学反应，这对钛工业是极有价值的，人们曾使用这一特性，在气流破坏的一起进行表面处理。    十一、钛破坏工艺流程的挑选    合理挑选破坏工艺流程是一个很杂乱的问题，它有必要依据产种类类、质量要求及技能经济指标归纳考虑。尽管气流破坏是最有用的破坏，但其操作本钱高，耗用动力较多，而机械破坏的操作本钱较低。因而在初级破坏上仍遍及选用离心式破坏和雷蒙破坏等机械破坏。在破坏锐钛型钛时，选用雷蒙磨～水选～包膜～枯燥一雷蒙磨（或气流破坏）的工艺流程，产品的质量仍是比较好的；破坏金红石型钛时，因为硬度较高，选用雷蒙磨～水选一包膜～枯燥～气流破坏的工艺流程比较多。当然也有供应商是将煅烧物直接进行气流破坏的。    十二、各种钛种类对细度的要求    因为各种钛的用处不同，其对磨粉的细度要求也各不相同（见表）。不同种类的钛对细度的要求种类颜料级颜料级电焊条级珐琅级电容器级冶金级（金红石型）（锐钛型）一二优一二一二一二级级等级级级级级级品品品品品品品品品筛余物（45μm筛孔）/%≤0.10.10.050.10.30.50.50.10.30.3经过160目筛子筛余量不大于0.5%[next]     十三、锐钛型颜料钛的吸湿状况及避免吸湿的办法    锐钛型颜料钛的吸湿性很大，从图5可知，暴露在空气中2h即吸水0.5％，而钛对含水量的要求也仅仅0.5％，这样，从冷却的钛到破坏好、包装好超越2h的话，就很或许形成水分吸湿超支。为此破坏人员有必要敏捷破坏并敏捷包装。包装好今后，仍要防潮、防压。    若是出产非颜料级钛，则破坏后即为制品；若是出产不包膜的BA-0101锐钛型颜料钛或出产不包膜的金红石型颜料钛（如柳州厂），则其破坏后亦成为制品；若是出产包膜的BA-0102锐钛型颜料钛（如上海焦化厂）或出产包膜的BA-0103金红石型颜料钛，则破坏后尚需求进行表面处理。

纳米钛产品抗菌效果耐久，机理不同于一般的无机和有机抗菌剂，并非靠药物的渗出和游离而发生抗菌效果，而在于光催化效果。粒子在吸收光能后生成电子一空穴对，发生的电子一空穴对搬迁速度极快，敏捷抵达纳米粒子表面，和表面吸附的水、空气反响，如O2+e→.O-2和H2O+e-→.OH+H-等，生成化学生动性很强的氢氧自由基（·OH)和超氧化物阴离子自由基（·O2-) ,进犯有机物。当遇到细菌时，直接进犯细菌的细胞，致使细菌细胞内的有机物降解，以此灭细菌，并使之分化。    一般的纳米钛产品必须有紫外光照才干激起电子发生电子一空穴对，起到抗菌、分化有机污染物的效果。激起光源只是限制在紫外光光源，会使产品的使用限制性很大，难以获得很好的光催化氧化效果。现在已有采纳无机、有机等多层表面包覆技能，开宣布抗菌谱宽、抗菌力强、不变色、成本低的纳米钛粉体系列产品。本产品的特色在于只需有天然光源存在，无论是长波光源仍是短波光源，都可以作为纳米钛光催化剂的激起光源，使材料起到抗菌和降解有机污染物的效果。具有高安全性的纳米钛进行灭菌时，靠别离电子一空穴对激活表面吸附物质，发生强氧化剂和强还原剂，进犯细菌有机体，起到灭菌效果。一般常用的灭菌剂如银、铜等能使细菌细胞失掉活性，但细菌身后，尸身可释澎执七有害的组分，如内毒素等，纳米钛不仅能影响细菌繁殖力，而且能进犯细菌细胞的外层，穿透细胞膜，损坏细菌的细胞膜结构，到达完全降解细菌，而且进一步避免内毒素引起二次污染的意图。    纳米钛的毒性试验经我国防备医学科学院消毒检测中心进行检测其成果如下：

用TiCl4制造钛白的研究工作开展得比较早，曾出现过三种方法，即液相水解法、气相水解法、气相氧化法。    液相水解法的工艺与传统的硫酸法相似。主要工艺过程为：TiCl4主要采用稀释法或中和法水解制备晶种→TiC14液相水解→制成偏钛酸H2Ti03→锻烧→制成金红石型钛白。在水解过程中产生大量的稀HCl难以循环利用。    气相水解法是TiC14蒸气与水蒸气在400℃温度下进行水解反应，制成颜料用的钛白，副产品为HCI.该法同样存在HCI利用问题，另外在高温下HC1的腐蚀性较为严重，耐腐蚀性的材料难以解决。这样该法必然存在着对产品的污染，因此该法没有形成工业化。    TiCl4气相氧化法同样经历了严峻的考验，闯过工艺、设备材料关，其工业化的进程比普通化工要慢一些。经过多个资深公司的开发使工艺成熟，并实现生产装置简单，生产能力大，自动化程度高，产品质量优良的特点，使之得到快速发展。

一、偏钛酸与母液的别离 水解产品在冷却槽中经盘管水冷却至40℃左右，即送人上片槽，将叶滤器接通真空管线，并使整组叶片浸没在偏钛酸浆猜中。真空叶滤机每组由10-15块叶片组成，并联摆放。每块叶片包上滤布，上片前先开动槽底拌和机或压缩空气，将浆料拌和均匀。因为真空的压力差，滤液逐步渗过滤布，而偏钛酸则沉积在叶片表面，跟着浆料的不断上片，槽内液位相应下降，需求不断弥补偏钛酸浆料，坚持液面高度。当偏钛酸滤饼沉积到厚度25一35mm时，用电动吊车将整组叶片吊起，稍稍抽干后，即放人一次水洗槽内进行水洗。此刻偏钛酸中一半以上的母液已被别离。母液抽人吸液罐，主动排出。前期的母液称为浓废酸，收回到酸解工序运用;一次水洗的母液流到沉降槽，收回稀废酸中少数穿滤的悬浮偏钛酸。 二、偏钛酸水洗的意图及其操作 水洗的意图是运用偏钛酸的水不溶性和杂质离子的水溶性进行液固别离，然后除掉偏钛酸以外的母液中的很多非钛的可溶性杂质和游离硫酸，得到比较纯洁的偏钛酸。 因为杂质含量的凹凸直接影响到钛产品的色相，例如，制品含0.009%的Fe203，即影响到锐钛型颜料钛的白度，含0.003%的Fe203将使金红石型颜料钛产品呈现黄相。原因是铁在锻烧进程中会转化为红棕色的Fe203。由此可见，水洗的好坏对产品的质量影响很大。 水洗的操作是将经过一次水洗(1-2h)后的叶片吊起来放到二次水洗槽中进行水洗。依据不同种类估量水洗大约的时刻。加压水解的颜料钛约洗8h左右，常压水解的颜料钛约洗4h左右。即从抽水总管顶用部分扫除真空之办法，取出少数水洗液，用0.5%的赤血盐(铁)试液进行定性查验，如呈蓝色，表明含亚铁离子尚多，需持续水洗;如呈绿色，表明行将洗净;如呈黄色，表明现已洗净。也可用硫酸铵试液进行查验，先将洗水用把亚铁离子氧化为高铁离子，然后加人硫酸铵试液，如呈赤色或棕黄色，表明需求持续水洗;如呈无色，表明现已洗净。洗净后的偏钛酸，可将整组叶片吊起，放到打浆槽上部，预备刮料，此刻滤饼含水尚多，可坚持真空到表面呈现很多裂缝中止，使其进一步下降含水量，再堵截真空，偏钛酸块料便落人打浆槽内。打浆槽内事前放置部分清水，并开动卧式拌和机拌和。残留在滤布上的偏钛酸可用塑料铲子人工刮落，或用高压水冲下。物料拌和均匀后，用泵送到漂白工序进一步除铁。有些供应商没有漂白工序，就直接送去进行盐处理。 三、偏钛酸别离和水洗操控的条件及留意事项 偏钛酸的别离与水洗需求操控下列八项条件： ①浆料温度坚持在25-40℃; ②真空度坚持在≥5.3*104Pa; ③滤饼厚度坚持在25-35mm; ④上片时刻约1.5h; ⑤滤饼含水量≤65%; ⑥偏钛酸含铁量≤0.01%; ⑦水洗时刻，加压水解浆料约8～12h,常压水解浆料约3～6h; ⑧水洗工序收回率≥94%; 需求留意下列事项： ①上片抽滤时要留意调理浆料进料量，要始终坚持液面刚刚高过叶滤机上端。既要避免浆料太少构成吸片上薄下厚，又要避免过满而溢出槽外; ②水洗槽要定时整理沉积在槽底的沉积物; ③常常清洗和定时互换滤布; ④避免断水、缺水，坚持水清洁、不污浊。 四、偏钛酸别离与水洗的办法及其常用设备 偏钛酸别离与水洗的办法有下列两种。 1.直空过滤洗刷法 这种办法是运用抽真空构成的压力差，将滤液吸过过滤介质，而将固体吸附在过滤介质表面。水洗时清水不断将溶解的杂质离子带过过滤层而除掉。 常用的设备有叶滤机、真空反转过滤机等。被广泛应用的是叶滤机，叶滤机体积小，过滤面积大，洗刷时刻能够恣意操控，对各种不同颗粒度的沉淀物都能适用。 2.离心过滤洗刷法 这种办法是运用高速旋转发生的离心力，在过滤介质两头构成压力差，将滤液甩出滤层，然后到达固液别离和固体水洗的意图。此法常能够用于别离洗刷非颜料级常压法水解制得的颗粒较粗的偏钛酸。 常用的设备有离心机，用离心机过滤和洗刷的速度快，但劳动强度大。 五、叶滤机的结构及其作业原理 叶滤机是由叶片和吸液罐组成的。 叶滤机的每一组叶片，一般由10-30片叶片组成，每片双面过滤面积为2-5m2，并联摆放，与真空管线相连通。叶片由厚5mm左右的聚氯乙烯或聚硬塑料板及必定粗细的塑料管焊接而成，塑料板上布满直径5mm左右的小孔，外面包以涤纶布袋过滤介质。其作业原理是运用一种具有很多毛细孔的物料为介质，在真空的效果下，使溶液从小孔经过，而将固体截留，然后到达固液别离和固体水洗的意图。引入的摩尔过滤机(又叫叶片过滤机)单片过滤面积为6m2，每组过滤面积到达180m2。 六、真空吸液罐的结构、作业原理和优缺陷 真空吸液罐是配套于叶滤机运用的，它是由聚氯乙烯硬塑料或钢板内衬橡胶而制成，分为上、下两罐，内由连通管、上浮阀和下浮阀组成。 真空吸液罐的作业原理如下：当抽真空时，进气口及出料口均被橡胶皮板阻塞。从叶片中抽出来的滤液接连流入上罐，并经下液口流至下罐，跟着下罐内水位的不断上升，下浮阀逐步浮起，将连通管下口堵死，此刻上、下两罐彻底阻隔，上罐持续坚持真空，抽入的滤液只能逗留在上罐内，而下罐因为已与真空体系阻隔开，从进口边际不断涌人少数空气，使下罐内真空度逐步下降，至必定程度后，进气口及出料口的橡皮板便因为滤液的压力而主动翻开，使下罐压力敏捷上升至常压，罐内滤液便借自重力而排出。当液面降至下浮阀以下时，下浮阀因为所受吸力小于它的自重力而落下，由连通管将下罐从头与真空体系衔接，至下罐有必定真空时，上浮阀也因为自重力而主动下落，进行下一循环操作(见图1).真空吸液罐的内部运作和排液是接连的，但水洗抽滤和滤液的搜集过滤是接连的，不需求人工切换阀门。缺陷是每台真空叶滤机有必要配一台真空主动倒液罐，并且上浮阀、下浮阀、排气口等几个运动部件常常失灵需求修理。每一次排液进程，真空都要在短时刻内被损坏一次。 七、卧式主动接连排液体系的操作及其长处 卧式主动接连排液体系的操作如下：从真空叶滤机抽来的滤液进入别离罐，别离罐上部一根主真空管与真空体系(真空泵)衔接，副真空管作为平衡管与分流器衔接，滤液由罐底的出口经离心泵先送至lom以上的分流器，然后再从溢流槽排出，然后使离心泵的进出口均处于真空状态下，两头的肯定压力持平，处理了离心泵在真空状态下的工作问题。别离罐内设有液位操控器与离心泵联锁，避免液位过高将滤液抽至真空体系内，或液位过低构成离心泵空工作。卧式水洗主动接连排液体系如图2所示。这种卧式主动接连排液体系与上述真空吸液罐比较具有下列长处。 1.多台真空叶滤机可共用一台卧式主动接连排液器，假如不考虑水洗废酸的分类，原则上一台卧式主动接连排液器就能满意出产的需求。 2.用离心泵接连向外排液，排液时不损坏真空，可节省真空能耗，其技能关键是处理了离心泵在真空状态下的正常工作问题。 3.卧式安置，排液器的进口能够低于或等于叶滤机滤液的出口高度，削减无功丢失，节省真空能耗，因为真空提高高度每添加lm,实践真空丢失10%左右。 4.能够接连主动操作，修理量很小，因为不需求每台真空叶滤机都装备一台主动倒液罐。因而设备台数能够大幅度削减，占地面积不大，具有显着的经济效益。 八、SS型三足式上部卸料离心机的结构和操作程序 这种离心机在小型非颜料钛厂仍有运用。其结构主要是由转鼓、主轴、底盘、机壳、机盖、刹车、机座、离心离合器和电动机组成。转鼓经过主轴支承在底盘上，主轴笔直装置于轴承箱内。底盘经过柱足上的3根吊杆悬挂支承，柱足经过螺栓与机座衔接在一起。离心机经过离心离合器和三角皮带传动动力。偏钛酸浆料在全速下加人转鼓内，以确保布料均匀。当加料量到达装料极限后当即中止加料。在离心力的效果下，悬浮的偏铁酸浆猜中的液相废硫酸经过滤布排出转鼓构成滤液，而固相偏钛酸则被搜集在转鼓内构成滤饼，再在上口加人自来水洗刷至合格，即停机用人工从转鼓上部卸料。因为整个处理进程都是在酸性环境中，因而一切与物料触摸的零部件均选用不锈钢制作。 运用这种离心机对偏钛酸浆料的过滤和洗刷，虽然有必定的劳动强度，可是其过滤和水洗速度快，关于珐琅和电焊条非颜料钛的常压水解得到的偏钛酸粒子较大的情况下，仍是适用的。运用离心机不必负压的那套真空设备，出资少、上马易、见效快、运用方便、占地不多、滤饼含水少，偏钛酸的锻烧快。一台这样的离心机每年可出产100多吨钛。其操作程序如下。 ①按转鼓的尺度，用耐酸涤纶布制好过滤袋。 ②开动储存偏钛酸浆料高位槽的拌和器，把浆料拌和均匀。 ③开动离心机，将高位槽出口的橡胶管伸人离心机内，并敞开放料阀让浆料自流进人离心机内。 ④浆料借助于离心力将母液(废酸液)经过滤布甩出去，固体的偏钛酸被滤布阻住在转鼓内壁的过滤袋内构成滤饼。甩出的废酸用管接到废酸池中，经弄清后将上层废酸送至酸解工段运用，穿滤在废酸池底的偏钛酸送回偏钛酸浆料槽。 ⑤当滤饼到达必定厚度，中止加偏钛酸浆料，改通自来水进行洗刷。自来水受离心力效果，经过滤饼将可溶性杂质带走，当水洗至取洗水用赤血盐试液查验呈现黄色即为合格。 ⑥中止加水，持续甩干，当看到出水口无水流出来时，即停机将滤饼从上口取出供下道工序运用。

现在，主要有两种具有经济挖掘使用的钛矿—岩矿和砂矿。如图所示，大都钛矿在其用于钛颜料加工之前，需求进行浓缩与富集或用其他的加工办法以进步Ti02在原猜中的含量。其加工工艺如图所示，选用一般的选矿办法如重选、磁选、静电选等进行选矿，进一步的加工是电炉冶炼成高钛渣和铁复原与化学处理出产人工金红石。

钛学名为二氧化钛( TitaniumDioxide)，分子式为TiO2，相对分子质量79.90。归于慵懒颜料，被以为是现在世界上功能最好的一种白色颜料。它有金红石型(RutileR型)和锐钛型(Anatase A型)二种结构，金红石晶体结构细密，比较安稳，光学活性小，因而耐候性好，一起有较高的遮盖力，消色力。根本介绍 钛颜料是精选结构外型和粒度散布等与钛白相似，且表面具有反响活性的无机粉体为根本质料(内核)，TiO2为包膜物，运用新材料改性复合制备、无机包膜、粉体均化等高新技能，经过二者的切割细化，表面羟基化改造和机械力化学反响等办法制备而成的新式复合白色颜料，它具有与钛相同或近似的物化性质，因而具有二氧化钛颜料性质。广泛运用于涂料、塑料、橡胶、油墨职业，可取得与运用钛相同的技能功能，且较大起伏地下降原材料的运用本钱。 钛颜料的出产和运用，是处理钛出产中的钛资源缺少、下降环境污染、进步钛白资源利用率的有效途径。产品的制备和运用技能经过北京市科委安排的专家判定，被鉴定到达国际先进水平，产品被鉴定为安徽省高新技能产品。 功能特色 1、钛颜料制备技能到达国际先进水平，包核物的选用、包核物与包膜物表面羟基化以及复合白色颜料具有与钛挨近或相同功能的特色在国内外均属创始。 2、钛颜料颗粒表面呈结晶TiO2功能，晶型分金红石型和锐钛型，因而产品具有与钛相同或近似的功能，如：遮盖力、白度、吸油量等。 3、钛颜料与钛比：产品的粒度、粒径散布更佳，复合物的异质性质及低密度，使得产品在涂料系统中运用具有更佳的涣散性和适用性。 4、出产进程对环境无污染，契合国家可持续发展的产业政策。 物理性质 1)相对密度 在常用的白色颜猜中，二氧化钛的相对密度最小，平等质量的白色颜猜中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。 2)熔点和沸点 因为锐钛型在高温下会转变成金红石型，因而锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只要金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃，熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃，在此高温下二氧化钛稍有挥发性。 3)介电常数 因为二氧化钛的介电常数较高，因而具有优秀的电学功能。在测定二氧化钛的某些物理性质时，要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低，只要48。 4)电导率 二氧化钛具有半导体的功能，它的电导率随温度的上升而敏捷添加，并且对缺氧也非常灵敏。金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，可利用该性质出产陶瓷电容器等电子元器件。 5)硬度 按莫氏硬度非常制标度，金红石型二氧化钛为6～6.5，锐钛型二氧化钛为5.5～6.0，因而在化纤消光中为防止磨损喷丝孔而选用锐钛型。 6)吸湿性 二氧化钛虽有亲水性，但其吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。二氧化钛的吸湿性与其表面积的巨细有必定联系，表面积大，吸湿性高，还与表面处理与性质有关。 7)热安稳性 二氧化钛归于热安稳性好的物质。 8) 粒度 钛粒度散布是一个综合性的目标，它严重影响钛颜料功能和产品运用功能，因而，关于遮盖力和涣散性的评论可直接从粒度散布上进行分析。 影响钛粒度散布的要素较为杂乱，首先是水解原始粒径的巨细，经过操控和调理水解工艺条件，使原始粒径在必定范围内。其次是煅烧温度，偏钛酸在煅烧的进程中，粒子阅历一个晶型转化期和生长期，操控适合的温度，使生长粒子在必定范围内。最终就是产品的破坏，一般对雷蒙磨的改造和分析器转速的调理，操控破坏质量，一起能够选用其它破坏设备，例如：全能磨、气流破坏机和锤磨设备。 化学性质 二氧化钛的化学性质极为安稳，是一种偏酸性的氧化物。常温下简直不与其他元素和化合物反响，对氧、、氮、、二氧化碳、二氧化硫都不起效果，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于。但在光效果下，钛可发作接连的氧化复原反响，具有光化学活性。这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛尤为显着，这一性质使钛即便某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏复原催化剂。 应急处理：阻隔走漏污染区，约束收支。主张应急处理人员戴防尘面具(全面罩)，穿一般作业工作服。防止扬尘，当心扫起，置于袋中转移至安全场所。若很多走漏，用塑料布、帆布掩盖。搜集收回或运至废物处理场所处置。 二氧化钛(或称钛)广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂层和填料、塑料及弹性体，其它用处还包含陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、房顶铺粒和焊剂。据统计，2006年全球二氧化钛需求达460万吨，其间涂料职业占58%、塑料职业占23%、造纸10%、其他9%。钛既可用钛铁矿、金红石制取，也可用钛渣制取。钛出产工艺有两种：即硫酸盐工艺和氯化物工艺,硫酸盐法的技能比氯化物法简略，能够用档次低和比较廉价的矿藏。现在世界上约有47%产能选用硫酸盐工艺，53%产能为氯化物工艺。 出产工艺 钛出产办法首要有硫酸法和氯化法。 硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反响进行酸解反响，得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉积;再进入转窑煅烧产出TiO2。硫酸法以间歇法操作为主，出产设备弹性大，利于开泊车及负荷调整。但其工艺杂乱，需求近二十几道工艺进程，每一工艺进程有必要严格操控，才干出产出最好质量的钛产品，并满足颜料的最优功能。硫酸法既可出产锐钛型产品，又可出产金红石型产品。 氯化法是用含钛的质料，以氯化高钛渣、或人工金红石、或天然金红石等与反响生成，经精馏提纯，然后再进行气相氧化;在速冷后，经过气固别离得到TiO2。该TiO2因吸附必定量的氯，需进行加热或蒸气处理将其移走。该工艺简略，但在1000℃或更高条件氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、的高腐蚀需求处理，再加上所用的质料特殊，较之硫酸法本钱高。氯化法出产为接连出产，出产设备操作的弹性不大，开泊车及出产负荷不易调整，但其接连工艺出产，进程简略，工艺操控点少，产品质量易于到达最优的操控。再加上没有转窑煅烧工艺构成的烧结，其TiO2原级粒子易于解聚，故所所以在表观上人们习气以为氯化法钛产品的质量更优异。 运用范畴 钛在橡胶职业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充效果。在白色和五颜六色橡胶制品中参加钛，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，扩展率大及耐酸碱。橡胶用钛，首要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎出产量，常参加必定量的金红石型产品，以增强抗臭氧和抗紫外线才能。　　钛在化装品中运用也日趋广泛。因为钛无毒，远比铅白优胜，各种香粉简直都用钛来替代铅白和锌白。香粉中只须参加5%-8%的钛就能够得到永久白色，使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛可削弱油腻及通明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用钛。一、化装等第二氧化钛分为油性和水性钛。因为它化学性质安稳，折射率高、不通明度高、遮盖力高、白度好、且无毒害，被广泛运用于化装品范畴，起美容美白的成效。功能特色 1.白度高，遮盖力强。2.亲水、亲油产品它克服了一般钛在各自的涣散系统中不易涣散、易沉积等缺点，明显改进了它的涣散性和抗沉积性，使您的产品愈加安稳和满足。 3.耐候性强。4.与化装品其他质料配伍性好。

钛的出产办法有硫酸法和氯化法两种。硫酸法是将钛铁矿粉与浓硫酸进行酸解反响生成硫酸氧钛，经水生成偏钛酸，再经煅烧、破坏即得到钛产品。此法可出产锐钛型和金红石型钛。质料：各种钛铁矿、钛渣等。长处：质料：钛精矿、钛渣和硫酸，贱价易得，技能较老练，设备简略，防腐蚀材料易处理。并且可出产氯化法不能出产而市场需要的锐钛型各种牌号的钛。所以只需注重环境污染的管理，注重产品质量的进步，注重推动科技进步，硫酸法钛还会与氯化法钛并存，短期内不会被筛选。缺陷：流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸、水耗费高，废物及副产物多，对环境污染比较严重，每吨制品钛别离要排出8吨废酸和3吨多硫酸亚铁，还有很多的污水；并且出产的钛质量相对比较差，比方南京钛厂就因为环保问题被关停。氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生成，经高温氧化生成二氧化钛，再经过过滤、水洗、枯燥、破坏即得到钛产品。运用质料：天然金红石、人工金红石和高钛渣等。氯化法只能出产金红石型产品。长处：流程短，出产能力易扩展，接连自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品。缺陷：出资大，设备结构杂乱，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，设备难以修理，研讨开发难度大。90年代曾经，硫酸法一向占有钛工业的主导地位。1992年后，转为氯化法占主导地位。现在世界上新建或改扩建钛厂多以氯化法为主，杜邦公司悉数选用氯化法。氯化法钛出产在技能上有必定难度，根本由少量几个大公司所独占。我国在90年代初才引入一套氯化法出产设备。改变了我国只能出产等级低锐钛型钛的前史。

纳米TiO2商品以金红石型为多，但也有锐钛型，还有混晶型和无定形。汽车面漆用的纳米TiO2,必须是经表面处理的金红石型，具有优异的耐候性。     纳米TiO2具有与普通颜料TiO2相同的TiO2成分和相同的金红石型或锐铁型晶型。作为一种基本晶型没有改变的TiO2，自然还具有普通颜料TiO2的许多特点，如耐化学性、热稳定性(金红石型)、无毒性等。但是普通颜料TiO2的粒径为.0.2~0.4m(即200~400nm)，它对整个光谱都具有同等程度的强反射，因此外观呈现白色，遮盖力很强；而纳米TiO2的粒径一般为10~50nm,是普通颜料TiO2粒径的1/10，光线通过粒子时发生绕射，对可见光的透射能力很强，因此呈现透明而失去遮盖力。例如，对波长550nm的可见光，透明度可达90％以上。但是，根据著名的瑞利光散射理论，这种纳米TiO2还是可以反射短波光如可见光中的蓝色光。由于粒子附聚，以粉末状态存在的纳米TiO2只能达到半透明状，具有带蓝色调的乳白色。改进分散性，达到理想的分散程度，是纳米TiO2的最大研究课题之一。     由于纳米TiO2具有与普通颜料TiO2所不同的粒径，其粒子尺寸小，随着粒子的超细化，单位体积或质量的纳米TiO2粒子众多，增加了许多吸收或散射点，故纳米TiO2比普通颜料TiO2具有更大的紫外线屏蔽性。由于纳米TiO2粒子的超细化，其比表面积大为增加，其表面原子结构和晶体结构发生了变化，因而便产生了与普通颜料TiO2所不同的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面界面效应、颜色效应、随角异色效应、透明性和光学特性等多种奇异性能。     作为一种效应颜料，纳米TiO2只有与其他片状效应颜料如铝粉颜料和(或)珠光颜料拼用时，才会产生随角异色性。与珠光颜粒拼用，不会削弱而只会加强珠光颜料的干涉色。这种随角异色性带有乳光或虹光，是一种未曾有过的新感觉色光。在纳米TiO2-铝料颜料的最简单的模型(如涂膜)中，当入射光照射在这一模型上时，纳米TiO2将可见光中波长较短的蓝色光散射出去，形成蓝色光的掠视色，而透射的波长较长的绿色光到红色光，被铝粉颜料所反射出去，形成金黄色光的正视色。加有不同颜色的珠光颜料，可以改变这种典型的金黄色正视色。这种随角异色效应所显现的颜色的柔和变化，能随着汽车车身曲率的改变而变化，很适合当前国外流行的圆角度和流线型的新车型的需要。       日本帝国化工公司MT系列和德国迪高沙公司P-25纳米TiO2的性能见表1。 表1                    日本帝国化工公司MT系列和德国迪高沙公司性能MT-100SMT-100TMT-150WMT-500BMT-100Fp-25外观白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末主要处理剂月桂酸硬脂酸  硬脂酸  Al(OH)3Al(OH)3  Fe(OH)3 pH值  中性至微碱性中性  晶型①RRRRRR+A水分/%       ≤2.53.03.01.53.0 灼烧减量/%     ≤13.013.07.02.5  表面性质疏水疏水亲水亲水亲水亲水平均粒径/nm151515351521比表面积/(m2/g)50~7050~7080~11030~3550~7035~65 90②90②  90②  ①R为金红石型，A为锐钛型。 ②为表面处理前的比表面积。[next]     德国萨其宾化工公司生产纳米级金红石型和锐钛型TiO2，其中锐钛型系列牌号为L5，金红石型系列牌号为RM，现将其RM纳米TiO2技术数据列于表2。 表2                 萨其宾RM纳米TiO2技术数据指标RM120RM200RM220RM300RM400TiO2含量/%8088＞8888＞8金红石含量/%99＞99＞99＞99＞99比表面积/(m2/g)110504560110pH值6.56.56.56.56.5晶粒大小/nm1315201510密度/(g/cm3)44444耐候性良好一般优优优分散性非常好非常好非常好非常好非常好       日本石原产业公司生产的纳米TiO2性能见表3。 表3                           日本石原产业公司生产的纳米TiO2性能   晶型TiO2含量/%表面处理剂粒径/nm比表面积/(m2/g)表面性质TTO-55A金红石95～97Al30～5035～45亲水性TTO-55B金红石90～97Al30～5035～45亲水性TTO-55C金红石86～92Al,硬脂酸30～5025～35疏水性TTO-55D金红石76～81Al,Zr30～5065～80亲水性TTO-55S金红石94～96Al,有机硅氧烷30～5030～40疏水性TTO-55N金红石96～99无30～5035～40亲水性TTO-55A金红石76～82Al10～3075～85亲水性TTO-55B金红石81～87Al，月桂酸10～3050～65疏水性TTO-55C金红石79～85Al，硬脂酸10～3050～60疏水性TTO-55D金红石65～75Al,Zr,月桂酸10～3070～80疏水性TTO-F-1金红石72～78Al,Zr①30～5075～90亲水性TTO-F-2金红石82～90Al①30～5034～42亲水性    ①因含铁而具有皮肤颜色，主要用于制造化妆品。     近年来，日本帝国化工公司推出了彩色纳米TiO2，是在粒子表面包覆Al、Si、Fe(肤色)或者Ni、Co、Ce、Cu、Cr、Mn、V、W等氧化物（其他彩色）而成的。

钛的出产进程是资源和动力转化为产品并排放抛弃物的“工业代谢”进程。在这一进程中，输入各种资源和动力;输出主产品、各种副产品和抛弃物。关于不同的钛出产工艺进程，输入和输出不同，其物质代谢不同，对环境构成的影响也不同。 生态功率及其目标 生态功率界说 其界说为：生态功率是生态资源满意人类需求的功率，它是产出与投入的比值。其间“产出”是指厂商出产或经济体供给的产品和效劳的价值;“投入”是指厂商出产或经济体耗费的资源和动力及它 们 所构成的环境负荷。生态功率中心思维是“以少产多”，即使用尽可能少投入取得尽可能多的产出。关于产品而言，就是要求在其出产进程中，耗费最少的资源和动力，产最多的产品，而且对环境发生最小的影响。 生态功率目标 关于工业出产而言，生态功率目标一般包含如下3 个方面：资源强度目标、动力强度目标和抛弃物排放目标。这 3个目标可别离表述为单位产出的资源耗费量、单位产出的动力耗费量和单位产出的抛弃物排放量，它们都是“产出与投入”比值的倒数。 钛出产的生态功率目标 钛出产的资源功率 钛出产的资源功率是指钛出产进程中耗费的单位天然资源量所能出产的产品量，它等于产品量除以输入该出产进程中的天然资源量，即η r =P/R，式中：ηr 为钛出产的资源功率(t·t -1 );P为钛出产的产品量(t);R 为出产 P(t)产品所耗费的天然资源量(t);R不包含收回的资源。可见，出产一定量的产品，资源功率值越高，耗费的天然资源量越低。 钛出产的动力功率 钛出产的动力功率是指钛出产进程中耗费的单位动力量所能出产的产品量，它等于产品量除以输入该出产进程中的动力量，即η e =P/E，式中：η e为钛出产的动力功率(t·t -1 );E 为出产 P(t)产品所输入的动力量(t)。可见，出产一定量的产品，动力功率值越高，耗费的动力量越低。 钛出产的数据与处理 某钛出产厂商选用的是典型的硫酸法工艺，即在矿山，经过穿孔、爆炸、铲装、运送等工序挖掘含钛共生矿;在选矿厂，含钛共生矿经过破碎、磁选和脱水后得到钛精矿;在钛白厂，钛精矿经过酸解、水洗、煅烧和后处理得到锐钛型钛白。整个出产进程能够划分为电力出产、采矿选矿、钛精矿公路运送和硫酸法出产钛白4 阶段，如图 1 所示。依据质量守恒定律，以某工业活动为中心考虑一切进出该工业活动的物流和能流的出入分析，称为工业代谢分析。本文经过工业代谢分析，建立了上述钛出产的输入输出清单，其间采选和硫酸法阶段的数据首要经过实地调研和核算得到，电力出产和公路运送的数据从文献得到。 抛弃物资源化对生态功率的影响 矿山原矿的档次较低，钒钛磁铁矿含 TiO2 为10.42%，选钛原矿(即磁选尾矿)含TiO2为8.63%，且分选功率缺乏40%，磁尾中的TiO2收回率只要24%，致使选矿中发生很多的尾矿。每出产1t 钛精矿约发生11.5 t 尾矿。选钛尾矿中，含Fe16.1%，含Ti8.1%。该钛厂商每年约发生302749t尾矿。终年搁置堆积的很多尾矿占用了土地资源，破坏了植被，污染了地下水，构成了水土流失。一起，尾矿坝的建造和保护耗资巨大，对厂商构成了显着的经济负担。因而完成尾矿的减量化和资源化实为燃眉之急。 小结 在现有的出产工艺水平下，大部分的输出物料未加使用，作为抛弃物直接排入环境，使得钛出产的资源功率和环境功率低下。钛厂与其它供应商构成物质交流是下降其出产进程的环境负荷的重要途径之一。

一般来说，钛由两种类型构成，一是金红石型钛，具有较强的耐候性、耐光性特色，在室外涂料等相关产品中较为常见。二是锐钛型钛，相比较前者，此类产品耐光性不尽人意，更适合在室内运用。现阶段，钛的详细运用首要会集在以下几个范畴。涂猜中的运用现在，钛在印铁、卷材涂猜中的运用较为杰出。其间彩钢以其本身可拆卸、漂亮性等优势，遭到了人们的喜爱。印铁、卷材涂料由此而来。其间卷材涂料首要是对专门的涂漆机对钢板、或许其他金属表面进行涂覆，然后通过烘烤定型后投入到商场中。轿车漆中的运用人们生活水平的进步，私家车数量日积月累。而轿车漆作为衡量轿车全体质量的重要标准，也因而成为了轿车出产商重视的热门。一般来说，轿车漆关于钛的隐瞒力、光泽度等要求十分高。但当时钛白品牌可以契合上述要求的并不多。粉末涂猜中的运用将热熔助剂、颜料等加入到钛傍边，然后在熔融状态下，将颜料进行分散化处理，最终通过冷却即可获取粉末涂料。一般来说，因为粉末涂猜中并不含溶剂。因而在实践运用中，也不会对周围环境发生污染。不只如此，运用粉末涂料后还可以进行再次收回，在动力节省等方面具有十分重要的现实意义，在轿车零件、家电金属件上都可运用粉末涂料。在塑猜中的运用塑料工业作为耗费钛较多的职业之一，当时近 50个品牌，钛成为塑料制品的专用品牌。之所以可以被塑料工业选中，首要是钛本身的颜料功能、消色力等功能较好，一起还可以在必定程度上延伸塑料制品的运用寿命，使得产品的机械功能得到了显着的改进。因而当时简直一切的热塑性塑料产品都运用了钛。造纸中的运用除了上述运用，在造纸范畴也会运用到钛。运用钛出产出来的纸张，不只光泽度高、且强度也随之增强。据数据计算发现，我国用于装修纸的钛每年现已超越三万吨，其间装修纸占比较大，可以到达 20 ～ 40% 。钛运用目标分析钛在实践运用中，需求依照标准运用目标进行挑选，只要这样，才可以保证出产出来的产品契合质量要求。影响钛的要素较多，详细如下。色彩目标色彩目标是颜料的首要目标，直接决议颜料质量的凹凸。其间白度是钛色彩目标的要害衡量要素。在实践出产过程中，遭到技术水平、设备及质料等要素的影响，即便是一致化学成分的钛，出产出来的产品也会出现出不同的色彩。可见，化学成分关于颜料的色光度具有决议性影响。可是其间杂质含量、晶型等也会对色光发生很大的影响。上色力目标上色力是二氧化钛的首要特性，当钛与其他颜料混合之后构成的混合物，可以将本身的色彩更好地展示出来。可是假如深色与白色颜料进行混合，假如混合物出现的色彩越浅，那么可以证明白色颜料的上色力更强。可见，混合钛的颜料，假如色彩较强，那么钛的上色力越强。耐候性与耐光性目标耐候性与耐光性是钛运用的重要目标，也是相关范畴挑选钛重视的要害点。为了保证产品质量，在运用时，一般要保证运用载体的耐候性要高于钛，才可以完成对钛功能的衡量。别的，除了钛的薄膜物质、化学成分会对耐候性发生影响，运用配方、晶体结构等也会对该目标发生必定影响。隐瞒力目标隐瞒力会遭到颜料及其周围介质的影响。如金红石型钛折射率为 2.71，锐钛型钛折射率则较低， 为 2.55，是一切产品中隐瞒力最强的白色颜料。现在来看，影响隐瞒作用的首要要素是热氧化钛散射所造成的，或许有色物质的影响。要想进步钛的隐瞒力，应对其内部的化学成分、晶型进行相应的处理。在实践运用时，研讨人员还需求对钛的特性进行分析，保证挑选的钛品牌可以契合产品出产需求。小结跟着社会经济的开展，研讨人员还应加大研讨力度，拓宽钛运用范畴，为更多相关范畴供给更多支撑。一起，关于钛运用目标来说，其间一些目标具有不稳定性，会对下流产品质量发生影响。在运用中，还需求对产品特性合理挑选钛，对配方进行相应的调整，保证钛产品质量契合要求。文章选自：《科技展望》 作者：杨加华，骆峰华

2002年4月23日，美国俄特尔纳米材料公司（Altair Nanomaterials Inc.）申请了发明专利。该工艺既不是硫酸法出产工艺，又不是氯化法出产工艺，应该说是法出产工艺，其工艺流程如下图所示：浸取钛铁矿，别离不溶的残渣。浸取液进行高价铁还原为贱价铁，冷却结晶出氯化亚铁，别离氯化亚铁；别离出氯化亚铁后的含钛浸取液进行第一次溶剂萃取，萃取相为含钛和高铁溶液，萃余相为含亚铁的水溶液，回来工艺用于再生，回到浸取工序；含钛的萃取相进行第2次萃取，萃取相为含钛的水溶液，萃余相为含高铁的水溶液，回来再生工序；通过萃取提纯后的氯化钛溶液进行水解，最好的水解方法是喷雾加热水解，得到偏钛酸，气相的和水回来再生体系。水解后的偏钛酸进行煅烧、湿磨、无机包膜、过滤洗刷、枯燥、汽粉和包装。该工艺可出产纳米钛、锐钛型和金红石型钛。对冷却结晶别离出的氯化亚铁进行热解得到氧化铁固体，气体为氯化氢和水蒸气回来开端的浸取工序。其特征是循环运用，副产品只发生氧化铁渣。    该公司为美国纳斯达克上市公司，1999年从总部设在澳大利亚的BHP公司购买新工艺技能和试验设备，为加强新工艺的开发，2001年将参加研讨的15位科学家聘请到俄特尔继续进行新钛出产工艺研讨，2002年第一个专利在美国同意。1910年是克洛朗斯硫酸法的时代，1950年是杜邦氯化法的时代，21世纪是俄特尔法的时代。    该公司称新工艺出产钛的长处有：运用低成本的钛质料；能量消耗低；既可按需求出产锐态型，也可出产金红石型产品和纳米级钛；废物发生少，无需深井填埋；比硫酸法和氯化法出产成本低；而出资费用与其适当。    该出产工艺仅完成了每天5t的中试试验，其工业化的规划出产设备还得静候喜报。

钛是工业出产范畴最重要的白色颜料，据不完全统计，其时全球85%以上的钛资源都是用来制作钛的。在我国，钛是运用最广泛、商场需求量最大的一种白色无机颜料，其类型首要有两种：一是金红石类型的钛。这品种型的钛耐光性极强，像建筑房子室外墙体、物体上的涂料和制品，就是运用的这种钛;二是锐钛型的钛。与金红石类型的钛比较起来，锐钛型的钛在耐光功能方面则显得差许多，就是根据这种要素的影响，在实践运用中首要用于一些建筑、房子室内的涂料、制品等，尤其是在轻工业范畴运用更为广泛，如造纸职业、橡胶职业、涂料职业、塑料职业等。 钛的功能与用处 钛的功能 钛的功能钛的首要化学构成成分是TiO2，也就是常说的二氧化钛，这种首要的构成成分——TiO2是一种白色颜料，其物理形状出现一种多晶体化合物，具有格子结构的根本特性。表1内容所表述的则是钛与其他化工运用中的白色颜料在光学功能方面的比照数据。钛的物理特性首要有熔点、沸点、介电常数、电导率、物理硬度、吸湿性、安稳性、粒度等，一起还包含钛的相对密度。钛的相对密度首要指在同 等质量的白色颜料傍边，二氧化钛的物理表面积最大，一起，二氧化钛的颜料体积也是最大的，这一点表明晰二氧化钛的相对密度与其他化工颜料比较起来是最小的。钛物理功能中还有一个更重要的目标就是粒度，钛的粒度散布是一个综合性目标。从表1中也能够得知，二氧化钛的遮盖力与分散性都是重要目标，包含水解原始粒度直径的巨细以及水解工艺条件环境等，都会严重影响钛这种化工颜料的根本功能及其产品运用的功能、质量。 二氧化钛实践上是一种相对偏酸性的“氧化混合物”，其化学性质十分安稳，在常温条件下，二氧化钛简直不与其他任何元素或许化学混合物进行化学反应，其间包含氧、、氮、、二氧化硫、二氧化碳等，正是根据二氧化钛这种化学元素的极强安稳性，然后得到了化工职业运用最为广泛的一种颜料。 钛的用处 钛在日子和工业出产中起着重要效果。钛是世界上公认的现在功能最好的一种白色颜料，它的首要用处包含涂料、塑料、造纸、印刷、油墨、化纤、橡胶等化工产品的出产制作，一起也触及一些陶瓷、日化、医药、食物等范畴，能够说是关乎着人们日常日子的方方面面，其重要程度显而易见。其时，全球规模内二氧化钛的消耗量年平均增长率已打破4.3%，在2006年的时分，全球的二氧化钛需求量达到了460万吨，其时就现已占到整个涂料职业需求量的58%，占塑料职业年需求量的23%，占造纸职业需求量的11%，在其他许多轻工业出产范畴占有率也都高于6%以上。 钛在轻工职业的运用 钛在塑料、造纸、油墨等职业具有广泛的运用。因为钛在运用过程中无毒无害，在商场上也极受广阔供应商和人们的喜欢，在家具、木器、日用品等出产范畴都有许多运用。 钛在塑料职业的运用 塑料工业是钛的第二大用户，塑料出产制作职业的钛运用量占到钛运用范畴总消耗量的20%。截止到2014年年末，全世界共有五百多个钛牌号类型，其间有五十多个都是塑料工业专用的。尤其是钛所具有的优异的耐候性、遮盖力、分散性等物理、化学功能，极大的满意并习惯了塑料工业制品对钛功能、质量方面的出产标准要求。跟着塑料制品运用规模的不断扩大，在出产与制作范畴对其功能标准的要求也是越来越高，而钛能够有用的避免塑料在高温挤出时因为水分过度蒸腾而发生气孔等不良现象，一起还能够提高塑料制品的白度，完成了从根本上去除重金属的出产需求。 钛在造纸职业的运用 造纸工业是钛的第三大用户，占到钛总消耗量的11%。钛在造纸工业中的运用和塑料出产工业极为类似，都是作为根本颜料来运用的。在造纸职业运用中，钛还能够作为特种填料来运用，其所具有的高白度就是造纸印刷性的要求。商场上常见的首要纸张有复合板用纸、装修纸、钛白纸、纸等，二氧化钛在其间最大的效果就是用作造纸填料，而填料的效果则是用来改善纸张的光学功能，以便更好的提高其不透明度，包含改善其亮度、白度与滑润度、均匀度等。 钛在油墨职业的运用 在油墨工业出产范畴中最常用的钛品牌首要包含杜邦的R706、R900、R902，美礼联品牌的CRL-575、CRL-595，亨兹曼的TR58，克朗诺斯公司出产的2310、2064等。就是因为钛的白度质量有保证、并且抗水性强、遮盖力也较大，一起耐候性、耐热性以及化学性质都十分的安稳，所以在油墨工业范畴运用极端广泛。钛在油墨中的首要效果是作为填料或许涂料来运用。在油墨职业运用范畴，钛所具有的一系列优势得到凸显，包含其抗水性好、遮盖力强、潮湿性好、白度好、耐蒸性强等，这些安稳而又杰出的化学功能有用的保证了油墨在高温烘烤的环境下不会变黄、失去光泽，乃至作废等。 结束语 根据钛这种化工原料的重要性，在钛的运用过程中，首要应该保证钛质量的安稳性，钛质量功能的好坏直接影响着其下流产品质量的安稳性;其次在钛的运用过程中，特别值得注意的就是要挑选合适的钛产品。钛的品种有许多，类型也比较广泛，因为用处不同的原因，许多钛产品在具体功能上、安稳度上也会存在必定的差异，因而，挑选合适本职业、厂商运用的钛产品是十分要害的。