ترکیب، پیدایش و کاربرد صنعتی تیتانومغناطیس

تیتانومغناطیس یکی از با ارزش ترین مواد معدنی است. این ماده بیشتر در توده‌های سنگی بازی یا اولترابازیک تولید می‌شود و حاوی طیف وسیعی از مواد معدنی از جمله تیتانیوم، آهن، اکسیدهای کروم، کانی‌های مختلف سیلیکات و مقدار کمی گوگرد، ترکیبات آرسنیک و کانی‌های فسفات است. مگنتیت تیتانیوم دارای ترکیب معدنی متنوعی است. ایلمنیت و مگنتیت تیتانیوم رایج ترین کانی های با ارزش موجود در سنگ معدن هستند. علاوه بر این، ممکن است به همین ترتیب حاوی مگنتیت، هماتیت و سولفید باشد.

رویداد مگنتیت تیتانیوم معمولاً به صورت صفحه ای و ایلمنیت ستونی و سنگ گرانبهای ایلمنیتی شکل پارچه است که در دانه های مگنتیت کاشته می شود و خواص آن مانند مگنتیت است. این کانی دارای ارزش صنعتی قابل توجهی است و بیشتر در ذخایر ماگمایی تولید می شود. این ماده خام معدنی اولیه برای پالایش تیتانیوم و آهن فلزی است و در درجه اول برای تولید تیتانیوم اسفنجی و دی اکسید تیتانیوم استفاده می شود.

از نظر ترکیب شیمیایی، مگنتیت تیتانیوم زمانی که محتوای TiO2 بیشتر یا مساوی 25٪ باشد، ایلمنیت نامیده می شود، در حالی که مگنتیت تیتانیوم دارای محتوای TiO2 کمتر از 25٪ است. اگر حاوی تیتانیوم و وانادیم اضافی باشد به عنوان مگنتیت وانادیوم-تیتانیوم شناخته می شود. تیتانومغناطیس و مگنتیت وانادیوم تیتانیوم ساختاری قوی در دمای بالا دارند و با کاهش دما از بین می روند. در بخش نوری، به خوبی می توان مشاهده کرد که رشد میانی جهت ریز ایلمنیت در دانه های مگنتیت اغلب در امتداد شکاف های هشت وجهی مگنتیت در گردش است که به آن مگنتیت ایلمنیت-آهن می گویند.

فلز مگنتیت تیتانیوم دارای ساختار متلاشی کننده آرایش قوی است. اکثر مواد معدنی آن گنگ هستند، مگنتیت Fe3O4 و ایلمنیت FeTiO3 احتمالاً حاوی مقدار کمی هماتیت Fe2O3 هستند. وانادیم اساساً در مگنتیت به صورت V{5}} وجود دارد تا بخشی از Fe3+ را جایگزین کند. ماده اکسید وانادیم V2O3 در کانی به طور کلی 0 است.2-0.4% و تعداد کمی از فلزات دارای ماده بالاتر 1.4-1.9%. عیار آهن بین 15 تا 55 درصد و محتوای TiO2 بین 15 تا 25 درصد است.

مگنتیت تیتانیوم در بسیاری از نقاط در سراسر جهان یافت می شود، بیشتر در چین، روسیه، آفریقای جنوبی، ایالات متحده، کانادا، نروژ، فنلاند، سوئد، هند، استرالیا و نیوزلند. ذخایر مگنتیت وانادیوم-تیتانیوم در پانژیهوا، سیچوان، که یکی از شناخته شده ترین مناطق تولید ایلمنیت در جهان است، دارای ذخایر قابل توجه ایلمنیت در چین است. نوع اصلی منابع سنگ آهن در سیچوان، ذخایر مگنتیت وانادیوم تیتانیوم است که بخشی از کانسار ماگمایی متأخر است. این فروشگاه ها بیش از 85 درصد از ذخایر مطلق آهن را در این منطقه نشان می دهند و در جایگاه سوم در ذخایر معدنی آهن کشور قرار دارند.

فناوری برای بهره‌برداری و ذوب مگنتیت تیتانیوم نیز دائما در حال پیشرفت است. به طور معمول، جداسازی مغناطیسی برای جداسازی کنسانتره مگنتیت وانادیوم-تیتانیوم استفاده می‌شود و مگنتیت تیتانیوم به عنوان شیء بازیابی اولیه عمل می‌کند. سپس از شناورسازی، جداسازی گرانشی، جداسازی مغناطیسی قوی، جداسازی گرانشی، شناورسازی و سایر تکنیک ها برای بازیابی ایلمنیت از باطله ها برای تولید کنسانتره ایلمنیت استفاده می شود. فلوتاسیون معمولاً برای بازیابی گوگرد در فرآیند انتخاب آهن استفاده می شود. کنسانتره مگنتیت وانادیوم-آهن بازیابی شده در درجه اول برای استخراج آهن و وانادیوم استفاده می شود. کنسانتره سنگ آهن در درجه اول برای تولید تیتانیوم اسفنجی و دی اکسید تیتانیوم استفاده می شود. کنسانتره سولفید در درجه اول برای بازیابی کبالت، نیکل و اکسیدهای آنها استفاده می شود. و فرآیند بازیابی آهن و وانادیوم نیز منجر به بازیابی عناصر ارزشمندی مانند اسکاندیم و گالیوم می شود.