» » Сырьевая база для производства титана
14.05.2015

Сводных данных о запасах титана в капиталистических странах не опубликовано, однако они, очевидно, значительны. Крупные россыпные месторождения титана известны в Индии, на Цейлоне, в Австралии, Бразилии, в США (штат Флорида). Крупнейшие коренные месторождения богатых руд титана известны в Канаде.
Общие запасы ТiO2 оцениваются в США 45—60 млн. т. Канаде 36—65 млн. г, Индии 35 млн. т и Норвегии 23 млн. т.
Кларк титана в земной коре 0,44, в основных породах 0,9, в кислых 0,23. Концентрация титана в коренных месторождениях превышает его кларк в 30—40 и более раз. Как коренные, так и россыпные месторождения титановых руд расположены в областях развития основных пород, реже — в песчаниках и амфиболитах.
В природе очень много минералов, содержащих те или иные количества титана, основные из них приведены в табл. 45.
Сырьевая база для производства титана

Промышленное значение имеют только два минерала — рутил и ильменит; частично к ним могут быть отнесены лейкоксен и лопарит. Кроме того, к потенциальным источникам титана может быть отнесен сфен, если для него будут найдены рациональные методы переработки.
Ильменит обычно содержит изоморфные примеси магния, марганца, ванадия, реже — хрома и алюминия; присутствует во всех изверженных и во многих осадочных и метаморфических породах. Коренные месторождения ильменита размещены в изверженных породах. Ильменит устойчив в условиях выветривания и поэтому часто накапливается в россыпях. В ильменитовых россыпях его содержится несколько десятков, а иногда и сотни килограммов в 1 м3 песка, а в других россыпях содержание его достигает нескольких килограммов.
Рутил — весьма устойчивый минерал, накапливается в россыпях. Гидратированная окись титана, вероятно, в форме геля, называется лейкоксеном.
В лейкоксенезированном ильмените содержание двуокиси титана 60—65%. Разновидность рутила с примесью железа, ниобия и тантала называется ильменорутилом.
Изоморфная смесь FeTiO3 + Ре2О3 (ильменита и магнетита) называется титаномагнетитом. Содержание двуокиси титана в титаномагнетите в богатых разностях 10—17%, в бедных — 5—8%.
Промышленно интересное сырье — лопарит и кнопит из группы перовскита.
Лопарит в промышленных количествах встречается в хорошо дифференцированных массивах щелочных изверженных пород. Кнопит — разновидность перовскита, содержащая ниобий, тантал и торий.
Сфен — широко распространенный минерал, встречающийся почти во всех горных породах, в наибольших концентрациях — только в щелочных породах — нефелиновых сиенитах.
Промышленные месторождения титана можно разделить на две группы: коренные месторождения и россыпи. Россыпи титановых минералов дают основную массу промышленного сырья.
Среди промышленных коренных месторожденний титановых руд выделяются два основных типа: ильменитовые и перовскито-лопаритовые месторождения
Ильменитовые месторождения имеют магматическое происхождение и тесно связаны с изверженными породами основного состава; габбро, габбро-анортозитами, габбро-норитами, лабродотитами, габбро-диабазами и реже — ультраосновными породами. По составу — это ильменитовые, ильменит-магнетитовые, ильменит-титаномагнетитовые, иногда рутил-ильменитовые руды; по форме залегания — это жилообразные, линзообразные залежи массивных руд, а также зоны вкрапленных руд с содержанием двуокиси титана в них 10—30%- Ильменитовые месторождения обычно очень крупные (с запасом в десятки миллионов тонн титана).
Кроме титана, полезлые компоненты в этих рудах железо, ванадий, фосфор в виде апатита, иногда медь.
Структура и текстура руд позволяет получать механическими способами обогащения ильменитовые, магнетитовые, титано.магнетито-вые и апатитовые концентраты. Месторождения, связанные с габбро-диабазами и ультраосновными породами, обычно титаномагнетитовые, из которых механическими способами обогащения, как правило, не удается получать ильменитовые концентраты.
Примером ильменит-магнетитовых месторождений, связанных с габбро, служит Кусинское месторождение на Урале. Руда в виде параллельных жилообразных массивных залежей на 90—95% состоит из магнетита и ильменита; второстепенные рудные минералы: гематит, лейкоксен, рутил, пирит, халькопирит. Магнетит по объему занимает 60—70%, величина его зерен, как и зерен ильменита, в среднем 0,2—0,3 мм.
Одним из крупнейших месторождений ильменито-магнетитовых руд является Лиганга в Танганьике, где мощность массивных жил руды достигает 200 м, а одно из рудных тел прослежено на 20 км. Крупные месторождения ильменито-магнетитовых руд, связанные с габбро-анортозитами, известны в США (штат Нью-Йорк — Сэнфорд). Массивные руды этого крупнейшего месторождения содержат около 30% ильменита и 60% магнетита; в них присутствует 0,5% ванадия.
Крупнейшие месторождения ильменито-магнетитовых руд, также приуроченные к габбро-анортозитовому массиву, известны в провинции Квебек (Канада). Содержание двуокиси титана в рудах 10—20%.
Крупнейшее месторождение гематито-ильменитовых руд — Лак-Тио. Высокопроцентные руды этого района содержат 75% ильменита, 20% гематита и 5% других, в том числе сульфидных минералов. Содержание двуокиси титана 32—36%, железа 39—43%.
В США в округе Нельсон (штат Виргиния) в анортозитовом массиве известны месторождения рутила и ильменита с апатитом. Ильменит-апатитовые (местное название нельсонитовые) руды состоят из ильменита и апатита (64% ильменита и 27% апатита, остальное — жильные минералы). Зоны вкрапленных руд рутила с содержанием его в несколько процентов также являются объектом эксплуатации.
Перовскито-лопаритовые месторождения связаны со щелочными породами. Эти месторождения отличаются сложными по составу комплексными рудами, содержащими редкоземельные и радиоактивные элементы. Среди россыпных месторождений титана важнейшими являются современные и древние прибрежно-морские россыпи ильменита и рутила. Из этих россыпей добывается в капиталистических странах более 40% ильменита.
Современные прибрежно-морские россыпи разведаны и эксплуатируются в США (штат Флорида), в Южной Америке, Австралии, Индии, Индонезии и Африке, а также на острове Цейлон. Пески этих россыпей состоят из кварца с тем или иным количеством ильменита, рутила, циркона, монацита и других устойчивых минералов. Материал россыпей, как правило, очень тонкий.
Прибрежно-морские россыпи Австралии — самые богатые и самые крупные в капиталистических странах. В Индии богатые россыпи находятся на юго-западе полуострова Индостан в штате Траванкор; богатые пески содержат 50—70% ильменита. Состав шлиха: 65% ильменита, 8% циркона, 2% монацита, 15% граната и 10% силлиманита.
На восточном побережье острова Цейлон так называемые «черные» пески состоят на 72% из ильменита, 10—12% рутила и 6—8% циркона. Содержание ильменита в дюнных песках 10—50%. Пески очень тонки — менее 0,08—0,1 мм.
Прибрежно-морские россыпи Флориды (США) расположены на восточном побережье полуострова и тянутся на 33 км. Имеются как современные, пляжевые, так и дюнные россыпи. Разрабатываемые пески содержат около 4% тяжелых минералов с удельным весом более 2,9. Тяжелая фракция состоит на 40% из ильменита, 4% лейкоксена, 7% рутила, 11% циркона. 0,5% монацита; 37,5% приходится на кнопит, силлиманит, ставролит, гранит и др.
Кроме современных прибрежно-морских россыпей, известны и аналогичные древние мезозойские и третичные образования, представленные слабо сцементированными песками; более древние образования оказываются сцементированными более сильно и обычно превращены в песчаники, что осложняет их переработку.
Древние прибрежно-морские россыпи известны в России на Украине, в Западной Сибири и других районах. Россыпи, как и современные образования. комплексные, богатые и тонкозернистые. Например, шлихи из сарматских песков украинских месторождений состоят на 13—17% из рутила, 32—37% ильменита, 9—11% циркона; 40% нерудных минералов — дистен, стравролит, силлиманит и турмалин.
Кроме прибрежно-морских, известное промышленное значение имеют и аллювиальные ильменитовые россыпи, которые хотя и беднее прибрежно-морских, но вследствие большей крупности зерен ильменита лучше обогащаются и дают более чистый концентрат.
Известный промышленный интерес имеет также кора выветривания габбро-анортизитовых и лабродоритовых пород, обогащенная ильменитом и характеризующаяся высоким содержанием (сотни килограммов на кубический метр) ильменита, заключенного в дезинтегрированном и каолинизированном материале. Запасы таких месторождений значительны.