Основными мировыми продуцентами титановых концентратов являются десять стран, на которые в 2012 году приходилось 94% выпуска ильменитовых, 90% рутиловых и 100% лейкоксеновых концентратов.
Страны-продуценты титановых концентратов делятся на две большие группы.
К первой группе относятся страны, в которых титан добывается в основном из магматогенных месторождений. В Канаде — крупнейшем продуценте ильменитовых концентратов (22% мирового производства) разрабатываются самые богатые в мире руды (34% TiO2) гигантского ильменитового месторождения Лак-Тио. Китай также производит 10% мирового выпуска ильменитовых концентратов из руд ильменит-титаномагнетитовых месторождений, в том числе гигантского месторождения Паньчжихуа, руды которого содержат 12% TiO2. Норвегия выпускает 8% мирового выпуска ильменитовых концентратов из богатых руд (18% TiO2) гигантского ильменит-титаномагнетитового месторождения Теллнес.
Ко второй группе относятся страны, эксплуатирующие в основном россыпные месторождения. Среди них крупнейшим продуцентом ильменитовых (11,5% мирового выпуска), рутиловых (57%) и лейкоксеновых (100%) концентратов является Австралия, где разрабатываются многочисленные современные, в основном, прибрежно-морские россыпи — поверхностные, близповерхностные, а также глубоко залегающие. ЮАР производит 12% ильменитовых и 16% рутиловых концентратов также из рудных песков современных поверхностных прибрежно-морских россыпей.
Как получают титан (титановую губку)
Вьетнам обладает довольно скромными ресурсами диоксида титана, но все они находятся в легкодоступных современных прибрежно-морских россыпях, расположенных вдоль побережья Южно-Китайского моря. На долю этой страны приходится около 8% мирового выпуска ильменитовых концентратов.
Крупные ресурсы диоксида титана, главным образом в прибрежно-морских россыпях, в том числе в двух гигантских разрабатываемых месторождениях с богатыми рудами Чатрапур и Чавара, позволяют Индии выпускать 6 % иль¬менитовых и 3% рутиловых концентратов.
Значительными ресурсами диоксида титана в россыпях располагают также Мозамбик и Мадагаскар.
Ресурсы диоксида титана Украины заклю¬чены как в магматогенных, так и в россыпных месторождениях, но разрабатываются только погребенные прибрежно-морские и аллювиальные россыпи, приуроченные к северной окраине Украинского щита.
Доля России в мировом производстве титановых концентратов составляет 0,6%. По ресурсам диоксида титана Россия находится на втором месте в мире после Китая, однако добыча его крайне незначительна и только в качестве попутного компонента комплексных лопаритовых руд.
Россия — единственная в мире страна, которая выпускает лопаритовый концентрат — в 2012 году в нем содержалось в нем всего 3 тыс.тонн диоксида титана. Это обусловлено тем, что в россий¬ской минерально-сырьевой базе титана доминируют месторождения, в целом уступающие зарубежным по производственным характеристикам. Руды магматогенных месторождений по качеству сравнимы с зарубежными аналогами, но месторождения эти часто расположены в малоосвоенных регионах. Руды гигантского Ярегского нефтетитанового месторождения требуют сложной и дорогостоящей технологии обогащения, а россыпные месторождения, хотя и сравнимы по объему ресурсов и содержанию титана в рудах с зарубежными аналогами, но отличаются от них в худшую сторону по горно-техническим параметрам и обогатимости.
В последнее время в мире в связи с дефицитом титанового сырья вырос интерес к магматогенным месторождениям. Наиболее интенсивно геологоразведочные работы, нацеленные на об¬наружение месторождений этого типа, ведутся в Австралии и Канаде, а также в Финляндии, Украине, Норвегии, Чили. Новый тип месторождений титана выявлен в Парагвае, где открыта гигантская группа местородений Альто-Парана в коре выветривания толеитовых базальтов с рудами, содержащими 7,6% TiO2.
Канадской компанией Argex Titanium разработан новый процесс производства высокочистого диоксида титана (99,8% TiO2) непосредственно из ильменит-титаномагнетитовых руд, содержащих 18-19% TiO2, при атмосферном давлении и низких температурах. Процесс позволяет извлекать железо, титан и ванадий непосредственно из добытой руды в едином процессе.
В Кембриджском университете разработан процесс производства металлического титана из тонкодисперсного рутилового концентрата, полученного из руды чилийского месторождения Серро-Бланко. Новая технология является одностадийной и требует вчетверо меньше затрат по сравнению с традиционной. Это может в перспективе изменить расстановку сил в мировой титановой отрасли.
Запасы и ресурсы TiO2, млн т
Производство Ti в концентрате, тыс.т
Запасы категорий A+B+C1
Источник: nedradv.ru
10. Месторождения титановых и цирконовых руд
Диоксид титана (TiO2) в чистом виде в природе встречается редко. В большинстве случаев для получения TiO2 служит минерал ильменит, по химическому составу представляющий собой метатитанат железа (FeTiO3).
Диоксид титана – мелкодисперсный порошок белого цвета с желтоватым оттенком. Как природный, так и искусственный диоксид титана обнаруживает полиморфизм. Модификациями диоксида титана являются анатаз, брукит и рутил. Характеристики этих модификаций приведены в табл. 10.1.
При нагреве анатаз и брукит переходят в рутил. При переходе анатаза в рутил обычно происходит агрегирование частиц. Размер частиц увеличивается от 1–2 до 5–15 мкм.
Анатаз (TiO2) – минерал химически устойчив. Цвет бурый, коричневый, черный. Блеск алмазный.
Встречается в пегматитах и кристаллических сланцах (хлоритовых, слюдяных). Хорошо образованные кристаллы наблюдаются на кварце в жилах альпийского типа на Северном Урале. Встречаются в Атлянских золотоносных россыпях на Южном Урале, около г. Миасс и в других местах.
Таблица 10.1. Свойства различных модификаций диоксида титана
Относительная диэлектрическая проницаемость
в зави-симости от чис-тоты
Брукит (TiO2). Цвет брукита желто- или красно-бурый до черного. Блеск алмазный. При прокаливании плотность его увеличивается и становится равной плотности рутила (очевидно, происходит перестройка кристаллической структуры). Превосходные кристаллы брукита встречаются в Атлянской золотоносной россыпи: близ г. Миасс и в жилах альпийского типа в ряде мест Урала.
Рутил (TiO2) является наиболее устойчивой модификацией TiO2 как при высоких, так и при низких температурах. Рутил образуется, главным образом, эндогенным путем при магматических, пегматитовых и гидротермальных процессах, а также при региональном и контактном метаморфизме и экзогенных процессах.
Происхождение магматогенное – в основных и щелочных изверженных породах. Метаморфическое – в гнейсах и сланцах. Гидротермальное – в кварцевых жилах и особенно жилах альпийского типа, где рутил образует отдельные кристаллы и друзы. Встречается в россыпях.
Кристаллы рутила – призматические, столбчатые до игольчатых. Часто на гранях кристаллов наблюдается шероховатость. Двойники обычно коленчатые. Сетчатые сростки двойников игольчатого рутила называются сагенитом. Цвет темно-желтый, бурый, красный, черный.
Блеск алмазный, у непрозрачных черных разностей – металловидный.
Крупных скоплений рутил в природе не образует.
Рутил содержит 96–99% TiO2. Наиболее обычные примеси FeO (до 1,4%), Nb2O5 (до 2,5%), Fe2O3 (до 6,7%).
Рутил наряду с ильменитом является важнейшим источником титана (60% Ti). Кроме того, из него извлекают Nb и Ta.
Рутил – акцессорный минерал гнейсов, кварцитов, эклогитов (Кутимское месторождение, Пермская область), наждаков. В полевошпат-слюдяных и кварц-слюдяных сланцах центрального Уралтау (Республика Башкортостан) обнаружены линзы и гнездообразные участки пород, содержащих до 50–60% рутила с мусковитом, полевым шпатом, кварцем, турмалином, названные рутилом.
Превосходные кристаллы рутила известны в жилах альпийского типа Приполярного Урала. Рутил и сагенит известны в россыпях по р. Каменке в Сысертском районе Свердловской области. Известны месторождения рутила в пегматитовых жилах Ильменских гор (Челябинская область). В настоящее время рутил изготавливается синтетически.
Рутил употребляется для выплавки ферротитана, применяемого в производстве некоторых стойких при ударе сортов стали, в керамике, в радиотехнике, для изготовления титановых белил и др.
Месторождения титановых руд расположены в основном на Южном Урале и представлены промышленными рудами титаномагнетита как коренного, так и россыпного залегания. Титановые месторождения выявлены в пегматитах Ильменских, Шишимских и Назямских гор (Челябинская область).
В месторождениях Кусинско-Копанской группы при бортовом содержании 5% титана прогнзные ресурсы его в ильменитовых, титано-магнетитовых и ильменит-титаномагнетитовых рудах по категории Р1 составляют сотни миллионов тонн. Наиболее ценные участки разведаны, запасы доведены до промышленных категорий или категории С2.
Установлены месторождения комплексных медно-ванадиево-титано-железных руд, в которых концентрат титана получается как побочный продукт (Куроямский, Погорельский массивы, массив Куйбас и многие другие). На ряде участков развиты первичные магматические метаморфогенные рутилоносные амфиболиты, эклогиты.
Прогнозные ресурсы некоторых из них составляют более 100 млн. тонн (категория С2). Крупные прогнозные ресурсы категории Р3 связываются с массивами габбро на юго-востоке Челябинской области. Они еще требуют изучения.
Остаточные скопления титана отмечены в корах выветривания диабазовых порфиритов в Каменском районе, в коре плагиогранитов на Большом Романовском прииске около г. Челябинска. Россыпи минералов титана установлены на западе в Челябинской области, в районе Атляна, в Яумбаевском рудоуправлении, в бокситовых месторождениях, в угленосных отложениях Полтаво-Брединского района. Россыпи титана известны в районе Кусинско-Копанской группы месторождений.
Прогнозные ресурсы разных россыпей от сотен тысяч до нескольких миллионов тонн диоксида титана. В титаноциркониевых россыпях титан сосредоточен в свободном ильмените, рутиле и выделение его не представляет сложности.
Ильменит – титанопористый железняк (FeTiO3). Является важной титановой рудой. Слабо магнитен. Твердость 5–6 (по Моосу). Хрупок.
Плотность 4,72–5,0 г/см 3 . Служит основным источником получения различных соединений титана – сплава ферротитана, диоксида титана, четыреххлористого титана. Кристаллы ильменита известны в пегматитах нифелиновых сиенитов Ильменских гор, в магнезитовых жилах Сатки.
Химический состав (%): Fe – 36,8; Ti – 31,6; в качестве изоморфных примесей может содержать Mg, нередко в значительных количествах (пикроильменит), иногда Mn (до нескольких %). Существует непрерывный изоморфный ряд FeTiO3–МgTiO3 и, вероятно, ряд FeTiO3–МnTiO3. Цвет ильменита железисто-черный или стально-серый. Блеск полуметаллический. Непрозрачен.
Перовскит (CaTiO3). Это минерал, представляющий собой соединение диоксида титана с основным оксидом. Твердость 5,5–6 (по Моосу). Блеск алмазный. Плотность 3,97–4,04 г/см 3 .
Перовскит встречается в некоторых магматических горных породах, в контактных известняках, а также в титанистых доменных шлаках. Крупных скоплений он обычно не образует. Самостоятельного практического значения не имеет.
Известны месторождения перовскита в ряде районов Урала (Сарановское хромитовое месторождение, Назямские и Шишимские горы и др.).
Титанит (сфен) – минерал, являющийся силикатом кальция и титана CaTiO[SiO4]. Встречается в виде отдельных кристаллов, вросших в породу, или в виде друз по трещинам. Иногда образует зернистые агрегаты. Часто наблюдаются двойники. В качестве вторичного минерала титанит образуется по ильмениту и другим титансодержащим минералам в пегматитах (каемки толщиной до нескольких сантиметров вокруг выделений ильменита в Ильменских, Вишневых, Назямских и Шишимских горах).
В Ильменских горах сфен различных генераций встречается главным образом в сиенитовых и нефелин-сиенитовых пегматитах. В Назямских и Шишимских горах сфен встречается в контактовых образованиях на границе габбро и амфиболитов с известняками. Титанитовые месторождения найдены на хр. Бырранга (Таймыр).
Химический состав титанита (%): CaO – 28,6; SiO2 – 30,6; TiO2 – 40,8. Нередко устанавливаются примеси FeO (до 6%), иногда MnO (до 3%), MgO, Fe2O3, Al2O3 (до 12%), (Y, Ce)2О3 (иттротитанит), изредка Cr2O3, ZrO2 (до 0,18 %), Nb2O5, F,OH, Th и др.
Цвет – желтый, бурый, зеленый, иногда черный, розовый или красный. Блеск – алмазовидный, жирный. Твердость 5–6 (по Моосу). Плотность 3,29–3,56 г/см 3 .
Сфен служит сырьем для получения диоксида титана, широко применяемого в качестве белого пигмента в титановых белилах.
При плавке титаномагнетитовых руд из шлаков извлекается ванадий, имеющий большое значение при изготовлении качественных сталей. Оксид ванадия (V2O5) используется в химической промышленности, а также как краситель – в керамике и для других целей.
Кусинское месторождение ильменит-магнетитовых руд расположено на левом берегу руки Кусы в 15 км к востоку от Кусинского завода и в 18 км к северу от г. Златоуст. Рудные тела имеют жилообразную форму и круто падают на юго-восток под углом 70–80 о С. Мощность их от 1 до 10 м, средняя 3м; залежи разведаны на глубину до 150–250 м. Руды сложены магнетитом (60–70%), ильменитом (20–30%), хлоритом (2–10%). Ильменит располагается отдельными зернами величиной 0,1–2,0 мм среди других зерен магнетита, что способствует довольно легкому обогащению этих руд.
Нижне-Тагильское и Первоуральское титаномагнетитовые месторождения представлены жилами сплошных руд, залегающими среди изверженных пород габбровой формации.
Источник: studfile.net
В Минприроды посчитали, сколько в России титана
Запасы TiO2, что заключены в недрах России, превышают 600 млн т. На отечественном сырье работает единственно Соликамский магниевый завод. Ведущие предприятия по выпуску губчатого титана и пигментного диоксида титана полностью зависят от импортного сырья.
Титан ‒ один из важнейших конструкционных материалов. Он сочетает в себе прочность, твердость и легкость. Правда, процесс его получения легким не назовешь. К тому же, он еще и дорогостоящий. Начало его использования пришлось на 50-е годы прошлого века.
Развал Союза нанес непоправимый ущерб титановой отрасли. О современном ее состоянии, о том, сколько в России титана, мы узнаем, обратившись к последнему госдокладу Министерства природных ресурсов и экологии РФ о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов.
Экскурс в историю
Этот металл уверенно держит 7 место по распространенности в природе. То, что мы сегодня называем титаном, было открыто в конце 18 века. Первооткрыватели Уильям Грегор (Англия) и Мартин Клапрот (Германия) имели дело с его диоксидом – минералом под названием «рутил». Титан 99,9%-ной чистоты впервые получен был в 1925 г.
Хотя существует работа российского химика Д.К. Кириллова, подтверждающая, что этот металл в чистом виде был впервые получен именно им еще в 1875 году.
Состав и характеристики металла
Чистый TiO2 тверже алюминия в 12 раз, железа и меди – в 4 раза. Зато титановая пластина весит наполовину меньше стальной при одинаковой прочности.
Преимущественно мы имеем дело с оксидами, титанатами и титаносиликатами. В двуокисях содержится 94–99% вещества. Это максимум.
α-Ti – существует до температуры в 883 С, обладает плотной гексагональной решеткой. β-Ti – имеет объемно-центрированную кубическую решетку.
- При эксплуатации титановых изделий, как правило, работают с α-фазой, а при плавке – с β-модификацией.
- Коэффициент его упругости и магнитная восприимчивость зависят от направления.
- Свойства металла зависят от его чистоты. Примеси влияют на жаростойкость.
Титановая отрасль Советской России
В СССР к 1990 году уже была создана целая титановая индустрия, крупнейшая в мире. Объем производства металла и его сплавов превышал уровень производства США, Японии, Англии, Германии, Франции и Китая вместе взятых.
Рис. 1. Титановый рудный узел, обнаруженный на территории Пензенской, Рязанской, Тамбовской областей и Республики Мордовия
Трудился союзный народно-хозяйственный комплекс, в котором РСФСР – не самая большая часть:
- 40% производства титановой губки;
- титановые слитки и полуфабрикаты.
Добыча и обогащение титансодержащих руд были сосредоточены на Украине.
С распадом СССР новая Россия осталась без собственных источников титанового сырья. А ведь именно РФ потребляла 75% металла и его сплавов.
Пришлось решать проблему создания собственной сырьевой базы, вовлечь в эксплуатацию новые месторождения. Даже появилось правительственное распоряжение № 892-р, которым утверждалась ФЦП 1993-2002 гг. по сохранению и развитию титанового производства в России.
За первые десять лет существования новой России (в период до 2010 г.) запасы TiO2 выросли в 1,5 раза – разведаны и поставлены на учет месторождений Чинейское, Юго-Восточная Гремяха, а также ряд россыпных.
Запасы полезного ископаемого в РФ
По состоянию на 1 января 2018 года, запасы диоксида титана, что заключены в недрах России, превышают 600 млн т.
Таблица. 1. TiO2 по категориям, млн тонн
| Запасы – всего | В том числе категории | ||
| А+В+С1 | С2 | ||
| 2008 | 490,7 | 173,3 | 317,4 |
| 2009 | 540,4 | 212,9 | 327,5 |
| 2010 | 542,0 | 212,8 | 329,2 |
| 2011 | 563,5 | 232,6 | 330,9 |
| 2012 | 569,2 | 238,3 | 330,9 |
| 2013 | 591,4 | 254,7 | 336,7 |
| 2014 | 592,2 | 254,2 | 338,0 |
| 2015 | 600,4 | 261,4 | 339,0 |
| 2016 | 600,2 | 260,9 | 339,3 |
| 2017 | 601,2 | 260,8 | 340,4 |
Источник: Минприроды РФ
Значительная часть запасов в разрабатываемых, осваиваемых и разведываемых месторождениях представлена труднообогатимыми рудами. Именно поэтому доля России в мировом производстве в концентратах составляет всего 0,4%.
Рис. 2. Доля РФ в мировых ресурсах, запасах и производстве TiO2, %
В России из титановых концентратов производят губчатый титан. Его перерабатывают в слитки и продукцию из сплавов. А из произведенного пигментного диоксида титана делают покрытия сварочных электродов и сварочную проволоку. Только Соликамский магниевый завод работает на отечественном сырье. Ведущие предприятия по выпуску губчатого титана и пигментного диоксида титана полностью зависят от импорта.
При этом Россия поставляет Штатам титан, необходимый для производства самолетов и прочей авиатехники, и пока воздерживается от контрсанкционных мер.
Таблица 2. Использование сырьевой базы TiO2 РФ в 2016-2017 гг., тыс. т
| Показатель | 2016 | 2017 |
| Добыча | 368 | 369 |
| Титановые концентраты | ||
| производство | 40,6 | 10 |
| экспорт | 72,3 | 0,8 |
| импорт | 237,7 | 270,6 |
| Губчатый титан | ||
| производство | 38,9 | 40,0 |
| экспорт | 7,4 | 7,3 |
| импорт | – | – |
| Пигментный диоксид титана | ||
| производство | 75 | 70 |
| экспорт | 38,3 | 40,6 |
| импорт | 43,1 | 47,8 |
| Титановый прокат | ||
| производство | 28,8 | 30 |
| экспорт | 12,2 | 15,2 |
| импорт | – | – |
Источник: Минприроды РФ
Госбаланс запасов полезных ископаемых РФ учитывает всего 35 месторождений, из них 19 ‒ коренных и 16 ‒ россыпных. В распределенном фонде недр их 19. В них заключено 196,7 млн т диоксида титана. Это треть запасов страны.
- Юго-Восточная Гремяха;
- Кручининское;
- Бешпагирское (его Камбулатский и Константиновский участки считаются весьма перспективными для освоения).
Таблица 3. Запасы TiO2 распределенного и нераспределенного фондов
Источник: Минприроды РФ
Коренные месторождения доминируют в структуре минерально-сырьевой базы российского титана. В них заключено 97% запасов, только в Ярегском нефтетитановом – 46%.
- Большой Сейим и Куранахское, Амурская обл.;
- Юго-Восточная Гремяха, Мурманская обл.;
- Ярегское, Республика Коми.
С рассыпными объектами связано всего 3% запасов. Расположены они в пределах Восточно-Европейской и Западно-Сибирской россыпной провинций.
- Бешпагирское, Ставропольский край;
- Лукояновское Нижегородская область;
- Центральное, Тамбовская обл.;
- Георгиевское и Туганское, Томская обл.;
- Ордынское, Новосибирская обл.;
- Тарское, Омская обл.
Рис. 3. Схема размещения основных месторождений TiO2 России
О создании в России производства диоксида титана в видеосюжете:
Понравилась статья? Оцените, пожалуйста:
Источник: yakapitalist.ru