金红石、钛铁矿(钛白粉)演示教学

一. 结构篇——金红石
晶体形态：单晶体呈短柱状、 长柱状或针状。常以（001） 为双晶面成膝状双晶或三连晶 ，集合体为粒状或致密块状。
物理性质：通常红褐色，含铁 高者黑色；条痕浅褐色；金刚 光泽；透明；硬度6-6.5；相对 密度4.2-4.3。
除金红石外．自然界有时还发 现TiO2的另外结晶形态——锐 钛矿和板钛矿。
B 磁选 磁选方法广泛用于含钛矿物的精选中，可采用弱 磁场磁选机从粗精矿中分选出磁铁矿、钛铁矿等 磁性矿物。采用强磁选，可使钛铁矿与其他非磁 性矿物分离。
三. 选矿方法篇
C 静电选矿 静电选矿主要是利用含钛粗精矿中不同矿物 间导电性的差异进行精选，如金红石与梏英 石、独居石等的分离。所用电选机有辊式、 板式、筛板式三种。
成因产状：基性岩中，常和磁铁 矿、紫苏辉石、斜长石共生；伟 晶岩中，常与长石、云母、磁铁 矿共生
2. 性质用途篇
二. 性质用途篇——金红石
应用领域
主要用途
颜料工业 生产金红石型钛白粉的最佳原料
冶金工业 其它
提炼金属钛
制作高档电焊条必备原料 （减少焊接过程中有害气体排放）
生产陶瓷电容器和机电换能器
•缺点：原料二氧化钛含量不高，致使工序多、流程 长、间歇性操作；硫酸、蒸汽和水的耗量大，废副 产物多(每生产1t钛白要产出3～4t硫酸亚铁和8～10t 稀硫酸)，对环境的污染严重且处理、利用较为复杂 耗费较大，产品质量也较低。
一. 结构篇——钛铁矿
结构式：FeTiO3 化学组成：含FeO为47.3%，
TiO2为52.7%。常含类质同象 混入物Mg、Mn、Nb等 结构与形态：三方晶系，单 体呈厚板状、鳞片状，常与 磁铁矿、刚玉形成连生体， 常呈不规则粒状集合体。
一. 结构篇——钛铁矿
物理性质：钢灰色到铁黑色， 条痕黑色，半金属光泽，硬度 5.5，密度4.72，具有弱导电性和 弱磁性。
•使塑料制品的物理 化学性能得到改善， 增强制品的机械强 度，延长使用寿命。
二. 性质用途篇——钛白粉
14%
造纸行业
•使纸张具有较好的白 度，光泽好，强度高， 薄而光滑，质量轻；
•层压纸使用经过表面 处理的金红石型钛白粉， 可满足耐光、耐热要求；
•含有钛白粉的油墨耐 久不变色，表面润湿性 好，易于分散
非金属矿加工— —
金红石、钛铁矿（钛白粉）
指导老师：陆银平 小组成员：卫召 常军 牛维嘉
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目录
结构篇 性质用途篇 选矿方法篇 生产工艺篇
1. 结构篇
一. 结构篇——金红石
结构式：TiO2 化学组成：含Ti为60%，O为
40%，Fe2+、Fe3+、Nb、Ta等类 质同象混入物，常含FeO杂质 结构与形态：四方晶系，O2-近 似作六方最紧密堆积，Ti4+位 于八面体空隙中，每个氧离子 被三个钛离子围绕。
大粒优质金红石可作为宝石
钛及钛合金：耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重
二. 性质用途篇——钛铁矿
应用领域
主要用途
颜料工业
生产钛白粉的主要原料
冶金工业
提炼金属钛、钛铁合金
其它
人造金红石 高钛渣
高钛渣：二氧化钛高含量的富集物，是生产四氯化钛、 钛白粉和海绵钛产品的优质原料
二. 性质用途篇——钛白粉
钛白粉是主要成分为二氧化钛的白色颜料，被认为是 目前世界上性能最好的一种白色颜料，它有金红石型 （R型）和锐钛型（A型）二种结构。
二. 性质用途篇——钛白粉
•2013年全球钛白粉生产能力近600万吨，市场价 值约200亿美元，是仅次于合成氨和磷酸的世界第 三大无机化工产品。
•我国钛资源储量居世界之首，钛白粉总产能占世 界的30%，是世界最大的钛白粉生产国和消费国
二. 性质用途篇——钛白粉
6%
化妆品、化纤、 电子、陶瓷、 搪瓷、焊条、 合金、玻璃等
•钛白粉无毒，可以代替 铅白和锌白，起美容美 白的功效；
•使香料更滑腻，有附着 力、吸收力和遮盖力；
•在水粉和冷霜中钛白粉 可减弱油腻及透明的感 觉；
•各种防晒霜、皂片、白 色香皂和牙膏中也可用 钛白粉。
3. 选矿方法篇
硫酸法
硫酸法以钛铁矿为原料用硫酸分 解除铁，后经水解、煅烧而制得。
硫酸酸解
原矿准备 硫酸钛制备
硫酸亚铁 冷却析出
加热水解
沉淀
水合二氧化钛制备
煅烧（800-1000度）
后期处理
四. 加工工艺篇——硫酸法
•优点：主要原料来源简单— —硫酸和钛矿(钛精矿、 高钛渣)；可以生产氯化法钛白技术不能生产的锐钛 型钛白粉；生产工艺成熟简单，设备和操作简单， 防腐材料易解决；无须复杂的控制系统，建厂投资 和生产成本较低。
三. 选矿方法篇
•世界上金红石主要集中在澳大利亚、南非等国；
•钛铁矿资源主要集中在中国、印度、加拿大和肯 尼亚、俄罗斯等国。
•我国钛资源非常丰富，但主要是钛铁矿型资源， 金红石资源含钛量仅占钛资源总量的2％，而98％ 的钛资源是钛铁矿，因此国内天然金红石资源是 非常宝贵的。
三. 选矿方法篇
A 重力选矿 此法一般用于含钛砂矿或经破碎后的含钛原生 矿的粗选。由于含钛矿物的密度一般大于4g／ cm3，因而在砂矿粗选时，大部分密度小于3g／ cm3的脉石矿构去除。
D 浮选 主要用于选别细粒级含钛矿物：常用的浮选药 剂有：硫酸、塔尔油、油酸、柴油及乳化 剂等。
4. 加工工艺篇
四. 加工工艺篇
•钛白粉的工业生产方法有硫酸法和氯化法两种， 硫酸法是1923年由法国投入工业生产的，氯化法是 1955年美国杜邦公司开发并投入生产的 •除中国以外，世界上56％为氯化法产品，而这 种产品的70％以上又产自美国杜邦、特诺公司 和美礼联公司，其他国家的钛白粉工厂仍以硫 酸法为主。
•目前国内多数硫酸法金红石型和锐钛型钛白粉的 主流报价在11800-13000元/吨和10000-11000元/吨。
二. 性质用途篇——钛白粉
特性
•良好的物理化学稳定性(1 000℃煅烧后不熔于 任何酸和碱) •折射指数高(2.55～2.70) •很高的白度 •着色力强(雷诺兹数1150～1950) •遮盖力强(40～50g／m2) •耐温性、抗粉化等
二. 性质用途篇——钛白粉
60%
涂料行业
•用钛白粉制造的涂料， 色彩鲜艳，遮盖力高， 着色力强，用量省；
•对介质的稳定性可起 到保护作用，并能增强 漆膜的机械强度和附着 力，防止裂纹，防止紫 外线和水分透过，延长 漆膜寿命。
二. 性质用途篇——钛白粉
20%、耐 候性；