Титаносодержащее сырьё

Титан - один из наиболее распространенных химических элементов как по содержанию его в земной коре (литосфере), так и по наличию минералов. По распространённости среди металлов титан занимает седьмое место, по разным оценкам его кларк от 0,63 до 0,75 %.

Титановые минералы встречаются почти во всех типах пород, особенно в глинах, бокситах, песках и песчаниках. Большинство минералов титана сформированы в соединении с кислородом и железом, в меньшей степени - с кальцием и кремнием. Практически во всех минералах титан находится в четырёхвалентной форме.

Насчитывается более 80 минералов, содержащих титан, они разбиты на 5 характерных групп.

1   Группа рутила. Минералы рутил, анатаз, брукит - полиморфные модификации ТО₂, состоят на 90-98 % из чистой окиси титана. Самый устойчивый минерал титана - рутил, имеет тетрагональную кристаллическую решётку. Анатаз и брукит неустойчивы, в природе встречаются только вместе с рутилом в осадочных породах, глинах и бокситах. Рутил - наиболее высококачественное сырьё для получения титана, но его месторождения немногочисленны, наиболее крупные находятся в Австралии, США и ЮАР. Австралия производит до 90% рутиловых концентратов.

2   Группа ильменита. Все минералы этой группы являются двойными окислами; кристаллизующимися в ре­шётке корунда. Наиболее распространённый из этой группы минералов ильменит FeTiO₃ (FeO*TiO₂) имеет промышленное значение. Часто в ильмените присутствует избыток ТiO₂ как примесь рутила. В результате совместной кристаллизации ильменита с гематитом (Fe₂O₃) или магнетитом (Fe₃O₄) образуются гематитоильменит FeTiO₃*Fe₂O₃ или титаномагнетит FeTiO₃*Fe₃O₄ соответственно. В зависимости от соотношения окислов железа и титана, физические свойства, химический и минералогический составы ильменита сильно колеблются. Цвет его изменяется от темно-металлического до серо-стального, плотность от 4,05 до 5,24 г/см³ и твердость от 5 до 6. Месторождения ильменита встречаются во многих странах, Австралия - самый крупный производитель ильменитовых концентратов.

Россия занимает 2-е место в мире по запасам ильменитовых руд, более 600 млн. тонн (против 800 млн. тонн в Китае), но почти все они расположены в неблагоприятных для широкой добычи районах, на севере Ямала и в Забайкалье. До сих пор почти половину потребности в концентратах закрывают за счёт экспорта.

Остальные минералы не имеют промышленного значения, так как не образуют достаточно больших месторождений в экономически выгодных районах добычи.

3 - Группа перовскита СаТiO₃.

4 - Группа пирохлора (Na, Са,..) (Nb, Тi)O (Р, ОН).

5 - Группа сфена СаТi(SiO₄)О.

Близость радиуса иона титана к радиусам ионов магния, алюминия, марганца, хрома, ванадия, ниобия, циркония, обусловливает присутствие этих и других редких элементов в рудах титана до нескольких процентов.

Задание 2.

1 Сделать расчёты и заполнить таблицу

2 В каком минерале больше всего титана?

3 Почему у нас используют минералы ильменитовой группы, а не группы перовскита?