ИТС 23-2017 Добыча и обогащение руд цветных металлов

     1.2.6 Руды и россыпи титана

Главным титановым минералом, из которого производится более 85% всей титановой продукции в мире, является один минерал - ильменит.

Магматические месторождения - наиболее значительный источник титанового минерального сырья. Среди них имеют важное промышленное значение месторождения следующих типов титановых руд: ильменит-титаномагнетитовые в габбро с 12%-18% ; ильменит-титаномагнетитовые и ильменитовые месторождения в габброанортозитах с 7%-23% ; ильменит-гематитовые в анортозитах с 32% , лопаритовые в ультраосновных щелочных породах с 1%-3% .

Экзогенные месторождения - вторая группа крупнейших источников природного титанового сырья. Среди них выделяются: остаточные месторождения титана, связанные с корами выветривания ильменитоносных основных пород; континентальные россыпи; прибрежно-морские современные и погребенные россыпи.

Метаморфогенные месторождения титановых минералов представлены самыми разнообразными типами. Есть месторождения, связанные с сильно метаморфизованными титаноносными базитами. Они образовались при региональном метаморфизме первично-магматических основных пород и представлены амфиболитами, содержащими рудные тела ильменит-магнетитовых сплошных руд и ильменитовых вкрапленных руд.

В РФ основными источниками титанового сырья являются, так же как и во всем мире, ильменитовые концентраты. В весьма незначительном количестве используются рутиловые концентраты, которые содержат 95%-96% и могут заменять титановые шлаки. Кроме того, небольшая часть титана получается при комплексной переработке лопаритовых концентратов, содержащих 40% .

Погребенные прибрежно-морские россыпи - главный сырьевой источник получения ильменитовых концентратов, используемых для металлургического производства титана. При обогащении песков этих россыпей на промышленной обогатительной фабрике из них, кроме ильменитового, в качестве основной продукции получают также рутиловый и цирконовый концентраты, а в качестве попутной продукции - дистенсиллиманитовый, ставролитовый, кварцевый концентраты.

Второй сырьевой источник получения ильменитовых концентратов - пески континентальных аллювиально-делювиальных россыпей, при обогащении которых получают ильменитовые концентраты с менее измененным ильменитом. Химический состав их отличается большим разнообразием, как по содержанию основных компонентов, так и по элементам-примесям. Концентраты, сложенные наиболее измененными разностями ильменита, содержат 60% и более , применяются в металлургическом производстве титана, а концентраты, содержащие 52%-60% c небольшой примесью фосфора (до 0,13% ) и хрома (до 0,05% ), используются для сернокислотного производства пигмента двуокиси титана.

Титановые руды и россыпи содержат до 30%-35% диоксида титана. Для получения непосредственно из них металла или его соединений руды не пригодны.

Контрастность в магнитных и электрических свойствах минералов используется для их разделения методами электромагнитной и электрической сепарации. Созданы специальные высокопроизводительные аппараты, позволяющие получать мономинеральные фракции зерен с одинаковыми магнитными или электрическими свойствами, т.е. тем самым быстро и эффективно разделять минералы.

Перовскитовые руды титана Кольского полуострова являются на сегодняшний день перспективным видом титанового сырья. Измельченную руду подвергают магнитной сепарации для выделения титаномагнетита и других минералов железа, а немагнитную фракцию после обесшламливания сначала флотируют для отделения кальцита и получения кальцитового продукта, а затем производят операции по флотации перовскита. В результате получают титаномагнетитовый концентрат с 60% железа и 7%-8% при извлечении последнего 13%-15% и перовскитовый концентрат с 48%-50% при извлечении 65%-70%.

В РФ титановые минеральные концентраты добываются из россыпных месторождений двух генетических типов - погребенных прибрежно-морских и континентальных.

Россыпи первого типа представляют собой глинистые кварцевые пески. Они залегают под мощной толщей перекрывающих пород на глубине 25-40 м и добываются в карьерах с помощью экскаваторов. По системе конвейеров добытые пески подаются на обогатительную фабрику полного цикла переработки.

Получаемый из этих россыпей ильменитовый концентрат является лучшим в мире титановым сырьем. Он состоит на 93%-95% из ильменита с примесью лейкоксена, содержит 63,5%-65,5% и незначительное количество примесей кремния, алюминия и др. Рутиловый концентрат тоже очень высококачественный титановый продукт: в нем содержится 95% , менее 2% железа, менее 1,5% кремния и циркония, сотые доли процента других примесей (фосфора, серы и т.д.). Цирконовый содержит не менее 65% , дистен-силлиманитовый - не менее 57% , ставролитовый - не менее 45,5% .

Второй тип отрабатываемых в РФ россыпей - континентальные россыпи ильменита. Они приурочены к древним русловым и террасовым отложениям и залегают под слоем современных осадков мощностью от нескольких метров до 10-20 м. Для добычи рудоносных песков приходится производить довольно большие объемы вскрышных работ, разрабатываются они глубокими карьерами и драгами.

Ильменитовые концентраты, получаемые из континентальных россыпей, содержат 50%-57% , 0,08%-0,13% и менее 0,05% . Они идут в основном на сернокислотную переработку для получения белого пигмента. Получают из континентальных россыпей и более высокотитанистые ильменитовые концентраты (с до 60%), которые идут в металлургическое производство.

Россия производит только 1% выпускаемого в мире диоксида титана в титановых концентратах.

Компания АО "Апатит" методом флотации и магнитной сепарации извлекает незначительное количество сфенового концентрата из хвостов апатитовой флотации; весь титаномагнетит и подавляющая часть сфена складируются в хвостохранилищах. Из сфенового концентрата получают титано-кальциевый пигмент, используемый в производстве лакокрасочной продукции.

На Ловозерском редкометальном месторождении в 2015 г. компанией ООО "Ловозерский ГОК" из руды на Карнасуртской обогатительной фабрике извлечено 7,816 тыс. т лопаритового концентрата (3,04 тыс. т ). Концентрат перерабатывался химико-металлургическим способом на Соликамском магниевом заводе в Пермском крае с получением оксидов редких и редкоземельных элементов и тетрахлорида титана, из которого произведено 1,981 тыс. т губчатого титана.

Опытно-промышленная добыча диоксида титана проводилась в Томской области на Южно-Александровском участке Туганского россыпного циркон-рутил-ильменитового месторождения. В 2015 г. компания ОАО "Туганский ГОК "Ильменит"" добыла открытым способом 17,9 тыс. м рудных песков. На обогатительной фабрике из песков получено 383 т ильменит-рутил-лейкоксенового концентрата, содержащего 208 т .