Лако-красочные материалы — производство

Ильменит представляет собою метатитанат железа — FeTi03, расчетное содержание ТЮ2 в нем 52,66%.

При длительном выветривании за счет перехода двухвалентного железа в трехвалентное и выноса его происходит обогащение ильменита титаном (так называемая лейкосенизация); содержание ТЮ2 в таких ильменитах достигает 60—65% и более.

В чистом виде ильменит встречается редко, обычно в нем со­держится примесь окислов большого количества металлов — же­леза, магния, марганца, ванадия, хрома, алюминия и др.; большая часть примесей находится в изоморфном состоянии с FeTi03. Осо­бенно значительно содержание в ильмените окислов железа, пре­имущественно окиси-закиси железа — магнетита, иногда и окиси железа — гематита. Смесь ильменита с магнетитом (FeTi03 — Fe304) известна под названием титано-магнетитов, а с гемати­том — гематит-ильменитов (FeTi03 — Fe^Oa).

Иногда к ильменитам относят такие титансодержащие мине­ралы, в которых железо находится только в окисной форме — псевдобрукит 2ТЮ2 * ЗБезОз и аризонит ТЮ2 * Fe203.

Так, например, ильмениты Бразилии в основном относят к ари- зонитам.

Ильменит — наиболее распространенный из всех минералов ти­тана; огромная масса титана, содержащаяся в земной коре, со­средоточена в ильмените.

Ильмеиитовые, титаномагнетитовые и гематитоильменитовые руды являются основным видом сырья для производства двуокиси титана. Они встречаются в виде огромных скоплений с запасами ильменита в отдельных месторождениях в десятки, а иногда и сотни миллионов тонн [31].

Наиболее распространенными являются месторождения ильме­нитов и титаномагнетитов в виде россыпей, образовавшихся в ре­зультате выветривания различных горных пород, содержащих ти­тановые минералы.

Розмыв этих продуктов выветривания приводит к образованию речных и прибрежно-морских россыпей, так называемых ильмени — товых и титаномагнетитових песков.

Большое значение имеют такие рудные месторождения титано­магнетитов, которые особенно многочисленны в районах вулкани­ческих пород.

К месторождениям титаномагнетитов, образовавшихся в ре­зультате выветривания горных пород, относится россыпь в районе Волыни (УССР). Содержание двуокиси титана в ильмените из этих месторождений составляет в среднем 50—52%.

Большинство прибрежно-морских россыпей титаномагнетитов расположено в странах с влажным (тропическим или субтропиче­ским) климатом — на побережьях Австралии, Индонезии, Индии, Африки, Южной Америки и частично в США (Штат Флорида). Из них добывается не менее 40% мировой добычи ильменита (без СССР); они являются также главным источником добычи рутила и некоторых других ценных минералов — циркона, моноцита.

Многие из этих месторождений чрезвычайно мощны, как на­пример в провинции Траванкор (Индия), где залежи исчисляются в 500 млн. г при содержании 40—70% ильменита. Считают, что эти россыпи неисчерпаемы, так как они постоянно обогащаются за счет промыва и сортировки в штормовые периоды убогих песков.

В СССР месторождения титаномагнетитовых песков имеются в районе Днепро-Донецкой и Причерноморской впадин.

Большие запасы рудных месторождений имеются в Канаде, СССР, Скандинавии, Бразилии. Содержание титана в этих рудах

колеблется в широких пределах — Примерно 6—35%; для произ­водства двуокиси титана используются руды с содержанием не менее 13—14% ТЮг. Наиболее типичным представителем место­рождений этого типа является Кусинское на западном склоне Южного Урала.

Средний химический состав этих руд (в%’):

Содержание ильменита в сплошных рудах составляет 23—33%.

К рудным месторождениям относятся также мощные залежи гематито-ильменитов, открытые сравнительно недавно в районе озера Аллард близ Квебека в Канаде. Запасы руд этого место­рождения составляют примерно 150 млн. т. Богатые руды содержат примерно 75% ильменита, 20% гематита и 5% других минералов; концентрация двуокиси титана в них 32—36%, железа 39—43%.

Титановые руды обычно являются комплексными и содержат пустую породу, в связи с чем они нуждаются в предварительном обогащении, которое может быть произведено различными мето­дами в зависимости от свойств руд. Так, например, для Кусинских титаномагнетитов первой стадией обогащения обычно является магнитная сепарация, при которой происходит выделение из руды железного концентрата; эта операция основана на различии маг­нитной проницаемости компонентов {магнетит 40,2; ильменит 24,7; рутил 0,4; силикаты 0,2). Удаление пустой породы из ильменитовой руды или из немагнитной фракции после сепарации титаномагне­титов достигается мокрым путем на концентрационных или сотря­сательных столах.

В результате обогащения наряду с ильменитовым концентратом образуется ванадий, содержащий магнетитовий концентрат.

В случае использования ильменитовых песков вначале путем гравитационного обогащения извлекаются тяжелые минералы {до 90%), из которых затем электростатическими методами выде­ляются ильменит и рутил, как проводники; отделение ильменита от рутила производится электромагнитной сепарацией.

Обогащение титановых руд может производиться также метал­лургическими методами, дающими возможность непосредственно перерабатывать руду на чугун или железо и титансодержащий шлак.

Опыты восстановительной плавки титановых руд в смеси с углем в доменных печах с целью выплавки железа и выделения титана проводились в течение почти 100 лет, однако они были не­удачными из-за большой вязкости получаемых шлаков.

В последние годы освоена плавка титаномагнетитових руд в электропечах при 1500—1700° с получением текучих шлаков. При работе по этому методу можно получать шлаки с большим содер­жанием титана — до 70—80% за счет резкого ограничения количе­ства добавляемого флюса и применения небольшого количества малозольного угля.

Метод электроплавки представляет особый интерес для пере­работки руд, трудно поддающихся обогащению обычными мето­дами.

Это имеет место в случае гематитоильменитов, содержащих большое количество гематита Fe203, трудно отделяемого магнитной сепарацией, вкрапления кристаллов Ре304, твердого раствора ТЮ2 и Fe304, а также малого содержания Ті02 в руде (6—7%).

Метод электроплавки титановых руд впервые применен в Ка­наде для переработки богатых гематитоильменитов с содержанием 32—36% ТЮ2. При электроплавке этих руд получаются богатые титанистые шлаки с содержанием 65—75% ТЮг [32].

Состав некоторых ильменитовых концентратов и шлаков (в %), применяемых для производства двуокиси титана, приведен в табл. І7,

ТАБЛИЦА 17