我国金红石资源开发.docx

1、我国金红石资源开发 1、金红石概述金红石是提炼金属钛的重要矿物原料，也是生产金红石型钛白粉的最佳原料以及高档电焊条必须的原料之一。我国的钛资源非常丰富，位居世界第一，约占世界钛储量的48，现探明的储量达9亿吨，但可经济利用的钛铁矿约1亿吨，金红石矿为数千万吨。金红石资源含钛量占钛资源总量的2.01，其中金红石岩矿占1.52，金红石砂矿占0.49。因此国内天然金红石资源是非常宝贵的。 综观世界经济，钛材在航空、建筑、汽车、生活休闲、医疗、化工、海洋开发等领域的强势需求，使国际钛材市场日趋火旺，国内钛材的需求量也在增长，增长幅度达到了两位数。但我国天然金红石资源绝大部分为低品位的原生矿石，其储量占

2、全国金红石资源总量的86，而金红石砂矿仅为14。由于金红石资源品位低、粒度细小、矿石成分复杂，因而选矿工艺流程长，多采用重选、磁选、浮选的联合工艺流程。某些矿区为了除去微量的S、P、Fe等杂质还需要焙烧或酸洗，所以加工成本高。因此解决我国天然金红石的开发利用问题的关键是进一步加强地质探矿工作的科学研究和选矿技术上的突破。2、我国金红石矿资源分布现状金红石矿主要分为原生金红石矿和金红石砂矿两大类型。到目前为止, 我国已发现金红石矿床、矿化点88 处, 分布于17 个省、市、区, 以湖北、河南、陕两、江苏、山西及山东为主(占全国总储量的96 %) 。经过勘查的有50 处, 探明储量大约1530 万

3、吨 (金红石TiO2) 。其中大型矿床9 个,储量约1400 万吨 。占总储量的91 %; 中型矿床l0个, 储量84 万吨 , 占总储量的5. 4 % 。大型矿床中, 岩矿型矿床6 个, 占总储量的89 %左右。砂矿型矿床3 个, 占总储量的l1 %左右。选矿回收率较高粗粒型矿床1 个, 仅占总储量的6 %。断续开发的有9 处。上述矿床, 其中有9 处是近期内(19851995) 发现或勘查的, 新增储量700 万吨 t 。我国金红石矿大部分为低品位的原生矿, 其储量占全国金红石资源的86 % , 砂矿为14 % 。2.1原生金红石矿的分布我国天然金红石矿主要是原生金红石矿, 已上平衡表的矿

4、区有20 多个, 再加上一些尚未上平衡表的伴生、共生矿区共30 多处, 主要分布在湖北、山西、河南、陕西、安徽、江苏等省区 。湖北省枣阳市大阜山金红石矿和山西省代县碾子沟金红石矿是目前国内已发现的规模最大的两个产地, 其占全国金红石矿资源总储量的97 %。现在我国已探明的金红石矿有: 湖北枣阳大阜山金红石矿, 是目前国内地质工作程度最高的金红石矿, 此矿床既有原生矿又有砂矿。70 年代初期累计探明原生金红石矿TiO2 储量556. 93 万吨(B+ C + D 级) , 其原矿品位平均TiO2 含量为2. 32 %;金红石砂矿TiO2 储量为10 万吨t , TiO2 含量为0.6 %1.71

5、 % 。山西省代县碾子沟金红石矿, 是我国金红石矿的主要产区, 矿石储量居全国第二位。该金红石矿主要由义成沟、张山沟、碾子沟、羊延寺和刘家沟5个矿区组成。已探明的矿石储量为6934万吨, TiO2储量为250 多万吨 , 远景矿石储量可达3 亿多吨 。其原矿TiO2 平均含量为1. 92 % 。该矿虽然矿石品位低, 但金红石嵌布粒度较粗, 且矿石易采、易选, 储量丰富, 金红石纯度高, 杂质少, 开发利用条件较好, 可综合回收钛铁矿、磁铁矿。河南省金红石矿床自北向南可划分为方城、西峡、新县三个较大的金红石成矿带。河南方城一带金红石矿, 已详查TiO2 储量397 万吨t , 已控制储量达100

6、0万吨 , 预测整个矿区资源总量可在5000 万吨 以上, 其TiO2 平均品位为2. 22 %。河南西峡八庙金红石矿, 仅水峡河段已探明金红石TiO2 储量45 万吨 t , 平均品位2. 86 % , 预计整个矿区远景金红石储量2250 万吨 。河南新县金红石矿, 已探明储量TiO2 81. 57 万吨 , 其平均品位为1. 65 %。陕西省安康市镇坪县发现2金红石矿, 目前已探明TiO2 储量63. 0184 万吨 t , 矿石TiO2 含量3.33 %6.3 % , 平均品位4.16 %。安康大河熊山沟金红石矿TiO2 储量为14.98 万吨 , 平均品位3.62 %。陕西商南县金红石

7、矿, 已探明TiO2 储量60 万吨 , 预测远景储量150200 万吨 , 矿石平均品位1. 91 %。陕西户县大石沟金红石矿和蓝田县古庄沟金红石矿均有一定规模, 但品位低、粒度细, 目前难以利用。四川会东新山金红石矿, 为一特大型原生矿床, 现已探明D 级储量1740 万吨 , TiO2 平均品位高达4. 17 % , 矿体巨厚, 出露地表, 覆盖层薄, 开采比低, 适宜露天开采。江苏省新沂市、东海县金红石矿是区域变质榴辉岩型原生金红石矿床。矿石中富含石榴石、绿辉石和磷灰石等, 其TiO2 平均品位高达3. 3 %。新沂市北沟镇白石村探明的金红石储量超亿吨。新沂市阿湖镇金红石总储量61.

8、532 万吨 , 含量2.4 %6. 9 %, 产出率88 %。东海县的金红石矿, 经详查可上平衡表的金红石C + D 储量为507. 493 万吨, 平均品位TiO2 为3. 39 % , 主要分布在陆湖、青龙山、安峰、石湖、曲阳一带, 有大大小小200 多个榴辉岩体, 其中以安峰乡毛北岩体为最大, 南北2200 多米长, 东西100300 m 宽, 储量达250 多万吨 , 已查明的1 号矿体, 矿石中金红石含量为2. 3 % , 最高达5. 28 % , 深芷厚度仅为1 m。另外据化工部郑州物探大队资料, 赣榆县石桥镇芦山脚下的榴辉岩型金红石矿, 推测金红石资源量在1000 万吨以上。该

9、类矿床特点: 规模大, 矿体厚, 品位高, 储量集中, 露头矿, 交通方便, 开采条件优越。安徽省大别山南部潜山、太湖一带不仅分布有金红石砂矿, 而且发育有超高压变质榴辉岩型的巨型原生金红石成矿带, 金红石矿体产于榴辉岩中, 矿石中TiO2 一般含量为1. 6 %3. 68 %。据估计大别山地区原生金红石矿储量可达千万吨以上 。山东省诸城市上崔家沟金红石矿, 属近年来新发现的一种榴辉岩型金红石。具有规模大, 矿化均匀、便于开发利用的特点, 初步计算, 金红石的地质储量大于20 万吨 , 可达大型金红石矿床规模。其金红石TiO2含量为1 %2 %。此外, 近年河北省保定市涞水县也发现了大型金红石

10、矿属原生矿, TiO2 含量为3. 87 %; 湖北省黄石市罗田县英山县一带也蕴藏着大量榴辉岩型金红石资源, 其金红石矿品位高, TiO2 含量为2. 5 %4 %。近日媒体报道, 在内蒙古发现世界首例新成因类型的大型金红石富矿床, 并伴生有钛铁矿, 其金红石品味为4 %15 % , 平均品位为8 % , 比我国已探明的原生金红石矿的品位高35倍; 现有资料表明, 该金红石矿资源量超过20 万吨, 远景资源量高于50 万吨。 2.2 金红石砂矿分布金红石砂矿包括海滨砂矿和残坡积风化壳型金红石矿。全国共有金红石砂矿27 处, 均属小规模矿床。海滨砂矿型金红石矿主要分布在海南、广东、广西、福建等省

11、。其中海南有28 个锆英石矿中伴生有金红石矿, 平均金红石含量为1 2 kgm- 3 , 总储量1. 9 万吨 。风化壳型金红石矿主要分布于河南、山东、湖北、湖南、陕西等省区, 其次为广东、广西、福建、安徽、江苏等省区。河南方城柏树岗金红石矿为其中规模最大者, 其次为陕西省商南金红石矿和山东莱西县南墅与石墨矿伴生的金红石矿。此外还有安徽潜山黄铺古井金红石矿、河南新县红显边金红石矿、山东诸城市上崔家沟金红石矿、湖北枣阳大阜山金红石矿、湖南湘阴的望湘、岳阳的新墙河、华容的三郎堰。其中河南省金红石砂矿表内储量(218. 45万吨) ,占全国同类储量(256. 86 万吨) 的85 % , 山东省(1

12、7168 万吨) 占6. 9 % , 湖北省(9. 24 万吨) 占3.6 % , 湖南省(6. 99 万吨) 占2. 7 % , 安徽省占1.15 % , 海南省占0. 58 %。该类矿床虽然规模较小, 储量低, 但由于具有易采、易碎、易选等特点, 目前是我国金红石矿开发的主要矿石类型。3、我国金红石矿开发现状金红石是冶炼金属钛、制造钛白粉以及电焊条焊药的主要原料。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,金红石资源是非常宝贵的，我国虽然是钛矿资源大国，但不是生产强国，钛矿产业并未随钛白工业的兴起而同步发展。我国金红石的开

13、发利用尚处于初级阶段, 年产量很低, 大约2500t/a 左右, 且90% 来自砂矿。金红石砂精矿的主要产地为广东、广西和海南, 均系钛铁砂精矿生产的回收产品。我国的原生金红石矿由于矿石结构致密, 粒度细, 可选性差至今未被大规模开发利用, 年产量仅几百吨。原生金红石的生产矿山目前仅湖北枣阳大阜山一处, 该矿已于1990 年建成，是我国第一座大型金红石矿山并正式投产, 金红石的选矿工艺也取得了一定进展, 现已建成年产1200t 的金红石选矿厂, 实现了采、选、加工一条龙。该矿生产的金红石精矿主要用于生产高档焊条。此外山西代县的金红石矿由于矿石可选性好, 其精矿品位可达93. 06% ,且可综合

14、回收尾矿中的透闪石, 每生产1t 金红石可得副产品透闪石35t 左右, 大大降低了金红石的生产成本, 该矿已于1986 年开采, 但目前尚未形成规模生产。 我国大量的金红石资源目前得不到利用，其根本原因是选矿工艺不过关。因此，我国对金红石的需求主要依靠进口，所以解决我国天然金红石的开发利用问题的关键是选矿技术的突破。浮选工艺是解决我国细粒金红石矿选别难的关键作业，解决细粒金红石的浮选问题对我国金红石开发利用具有重要意义。在浮选工艺中，捕收剂又决定着矿物的可浮性，因此占有举足轻重的地位。4、金红石矿选矿技术现状 4.1 原生金红石岩矿原生金红石矿是我国金红石矿的主要类型，目前国内的开发依然处于起

15、步阶段。其主要原因是我国金红石矿品位低，粒度细，矿物组成及嵌布关系复杂，金红石矿物与一些主要伴生的有用矿物的可选性差别小，选矿工艺复杂，建厂投资大，经济效益低下。代县金红石精矿产品质量优良，但金红石的回收率不足50。近年来，我国多家研究单位相继对原生金红石矿做了大量的研究工作，探索合理的选矿工艺。 山西代县碾子沟金红石矿1 矿石性质碾子沟金红石矿床为蚀变岩原生矿，矿石中主要金属矿物为金红石、钛铁矿和磁铁矿。脉石矿物主要为透闪石、滑石、普通角闪石，其次有阳起石、绿泥石、黑云母、石英等，还有少量的兰晶石和磷灰石等。矿石的结构构造比较简单，金红石呈半自形粒状结构和交代残余结构及少量自形柱状结构。其中

16、，半自形粒状结构金红石分布最广，金红石边缘略被脉石矿物交代，金红石粒度较粗，一般在0.51.0mm。交代残余结构中的金红石大部分被脉石矿物交代。自形柱状结构则为少量细粒（0.050.1mm）金红石被包裹于滑石、透闪石中，其晶形完整且呈柱状。与国内同类型矿床相比，该矿矿石品位较低，但其金红石自然颗粒粒度较粗，可选性良好，金红石纯度高，杂质少。2 选矿工艺代县目前已建的选厂的选矿工艺：重磁酸洗联合流程。获得的精矿品位可达90以上，但选矿回收率低，不足50。湖北省地质实验研究所、长沙矿冶研究院及化学工业部化学矿产地质研究院曾对代县碾子沟金红石矿做过可选性试验，试验结果表明，代县金红石矿的金红石粒度较

17、粗，采用开路磨矿，既能保证金红石不易产生过分粉碎，又能达到使金红石单体解离较完全的目的。该矿石适宜采用重选。 四川会东新山金红石矿1 矿石性质 金红石矿的主要钛矿物为金红石、锐钛矿、钛铁矿等。脉石矿物主要为绢云母、绿泥石、石英、黑云母等。其金红石品位较高，达到34.5，但矿物组分复杂，浸染粒度极细微，金红石在矿石中分布极不均匀，被绢云母、绿泥石包裹，与褐铁矿化、碳酸盐化、硅化的矿石中氧化铁、碳酸盐呈包裹连生关系，属于较难选的矿石。陕西安康镇平金红石矿与此矿类似。 选矿工艺昆明理工大学采用不同的工艺流程对此矿石进行了选矿试验研究，针对金红石粒度细的特性，采用了多段磨矿，并用助磨剂抑制或减少颗粒的

18、团聚，从而改善磨矿效果和降低能耗，采用高梯度磁选机、离波摇床、超高压悬浮电选机等处理微细粒矿石，获得了理想的分离效果。原矿品位4.20，采用重磁浮电的流程，精矿品位83.73，回收率达40.19。 湖北枣阳金红石矿1 矿石性质枣阳金红石矿属富含金红石的变质基性岩原生矿，有用矿物主要为金红石，伴生有少量钛铁矿、磁铁矿、榍石、白铁矿、黄铁矿、磷灰石等。脉石矿物主要为柘榴子石、角闪石，其次为黝帘石、绿泥石、云母、长石、石英等。金红石嵌布粒度细，分布不均匀，一般粒度0.030.10mm，最大可达0.7880.95mm，最小0.015mm。有用矿物与脉石矿物密度差小，其顺序由大到小为钛铁矿、金红石、柘榴

19、子石、角闪石、黝帘石。部分金红石内有钛铁矿包裹体，钛在脉石矿物中高度分散，钛含量占钛总量的1520。矿石中含有绿泥石和云母等易引起二次泥化的矿物。2 选矿工艺从1966年开始，就有研究院对此矿石进行选矿试验研究，结果表明，浮磁选流程更适合处理该类矿石。湖北省地质实验室研究所，采用苄基胂酸为捕收剂，分别以氟硅酸钠硫酸和硝酸铅氟硅酸钠为调整剂，对该矿石进行了全浮选试验，结果表明，采用这两种试剂系列，均获得较好的浮选结果。 陕西商南金红石矿1 矿石性质矿石中主要金属矿物有金红石、钛赤铁矿、钛铁矿、榍石、方铅矿、硫铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等。脉石矿物主要为角闪石、黑云母、长石、方解石、绿泥石、透

20、闪石、磷灰石及少量的绿帘石等。金红石粒度0.030.15mm为主，占80.10。金红石单矿物中含二氧化钛97.83。2 选矿工艺 陕西地矿局西安测试中心、西北有色金属地质研究所、武汉钢铁学院和昆明理工大学分别对该矿石进行了选矿工艺研究，结果表明：精矿回收率普遍不高，原因主要是因为矿床的矿石矿物组合复杂，金红石含量低，硫、磷矿物等有害杂质偏高，使选矿流程复杂，加之金红石粒度细，有点还呈连生体或嵌裹在其它矿物晶体之中，使其在选矿流程中难以分离，损失于磁性物和尾矿中。金红石的可选性能主要受其粒度的影响，磨矿细度是影响金红石选别的重要因素，阶段磨矿、擦洗磨矿、添加助磨剂等手段均可有效提高选别效果，根据

21、原生金红石矿矿物组分及嵌布关系复杂的特点，金红石矿的选别必须采用重选、磁选、浮选、电选、酸洗等组成的联合选矿工艺，才能获得高质量的金红石精矿。并且根据原矿品位低的特点，应将选矿工艺分为粗选和精选两阶段进行，选择高效无毒的组合捕收剂和调整剂。采用浮选法处理原生金红石矿石是今后研究的主攻方向。 江苏等地金红石矿近年来，在我国发现了不少大型榴辉石型原生金红石矿床。如江苏省新沂市和东海县一带、安徽省大别山南部潜山和太湖一带、山东诸城市上崔家沟、湖北罗田县褐营山县等。1 矿石性质该类矿石矿物组成主要为石榴子石、绿辉石、金红石、其它还有角闪石、绿泥石、磷灰石、石英、帘石、粘土、云母和铁质等。此类型金红石矿

22、床具有储量巨大、品位较高、埋藏浅、易开采等特点。石榴子石是主要的伴生脉石矿物，在选矿中往往成为影响金红石精矿品位提高的重要制约因素。多年来，有关金红石与石榴子石分离的工作，一直为国内外所重视。2 选矿工艺北京有色冶金设计研究总院对东海县榴辉岩型金红石矿采用重磁再磨浮重选联合工艺进行了试验研究。结果显示，综合回收石榴子石时，金红石精矿品位90以上，回收率52.30；未回收石榴子石时，金红石精矿品位90以上，回收率62.13。综合回收石榴子石的效益明显提高。国家建材局地质研究所采用浮选法对金红石与石榴子石进行了分离试验。结果显示，氧化循环油、油酸盐和苄基胂酸均可作为金红石的捕收剂，但均不具备使金红

23、石与石榴子石有效分离的选择性。以FL108作为捕收剂，六偏磷酸钠作为抑制剂，可以实现金红石与石榴子石有效分离。铜陵有色设计研究院采用重选强磁选联合工艺，对某榴辉石岩金红石矿（TiO26.82%）进行了选矿试验。其结果：金红石精矿89.94，回收率45.66；石榴子石精矿8590，回收率70左右。该工艺可有效地综合回收该类矿石中的有用矿物。 4.2 金红石砂矿 河南方城金红石矿，矿区内有原生矿、风化壳砂矿和冲积型砂矿3种类型。目前主要勘查对象为风化壳砂矿。 矿石性质风化壳砂矿主要含钛矿物为金红石，其次有蚀变钛铁矿、钛铁矿、钛磁性铁矿、榍石。脉石矿物主要有角闪石、石英、白云石、绿帘石、绿泥石等。金

24、红石嵌布粒度较细，属细粒、微细粒不均匀嵌布，粒度区间较大（0.010.20mm）,一般多在0.0370.074mm较多。金红石以自形晶或半自形晶粒状嵌布在脉石矿物粒间，部分以包裹体形式分布在脉石中。金红石与铁矿物间关系非常密切，它们互相穿插，互相包裹。同时存在大量的泥质矿物。 选矿工艺昆明理工大学等4个单位对河南方城金红石矿进行了选矿试验研究，其结果：采用磁重酸洗电选的联合工艺，原矿品位2.21，精矿品位92.02（）、80.05（），回收率65.78（）、10.87（）。江西石城钽铌矿对方城风化壳中金红石可选性的试验研究采用的工艺为磁重酸洗的联合工艺，原矿品位3.59，精矿品位92.04，回

25、收率71.02。东北大学采用擦洗磨矿重选抛尾浮选磁选酸洗的联合工艺对该矿进行了试验研究，原矿品位2.20，精矿品位90.80，回收率62.13。 海南的滨砂型钛铁矿海滨砂矿中多伴生有钛铁矿、锆英石和独居石。因此在选矿回收金红石时有必要综合回收相应的有用矿物。将采出的海滨砂先用螺旋选矿机分出泥质物和硅质物等轻产物废弃，重产品用磁选回收钛铁矿精矿，非磁产品再经摇床高压静电选和强磁选分别回收锆英石、金红石和独居石、用该工艺处理海南的滨砂型钛铁矿获得良好效果，并建成年产5000吨钛铁矿精矿的生产厂。所生产的金红石含二氧化钛85、钛铁矿含二氧化钛4850，锆英石含ZrO26365，独居石产品也符合质量要

26、求。 5、前景展望钛及其氧化物、合金产品是重要的涂料、新型结构材料和防腐材料，被誉为继铁、铝之后处于发展中的“第三金属”和“战略金属” ，在航空、航天、舰船、军工、化工、环保等领域具有广泛用途。国外共有24 个国家生产钛白粉, 其中金红石型钛白粉占80% 以上, 主要生产国为美国、西德、日本、英国和法国。美国是世界最大的钛白生产国, 其中氯法钛白占88%。国外主要钛白生产公司有8 家, 拥有世界总产量的82%。钛白的主要消费国是美国、西德、法国和日本。我国钛白工业基础薄弱, 工业开发较晚, 至今仍以硫法工艺为主, 近几年氯法工艺虽有了较迅速的发展, 但仍处于开发试验阶段。国内钛白粉年产量约为5

27、 万 6 万t, 共有100 多个钛白粉生产厂,分布在河南、河北、江苏、广西等24 个省区内, 其中生产规模最大的三家为镇江钛白粉总厂、南京油脂化工厂和上海钛白粉厂。我国钛白粉消费量较稳定,年均消费量为7 万 8 万t, 消费量最大的是涂料工业, 其次为非颜料及搪瓷、电焊条等行业。我国钛白工业生产水平尚处于国外的初期阶段, 不仅产量低且在产品的质量、品种和消费水平方面均与国外存着较大的差距。国内钛白市场的特点是低档钛白粉供需基本平衡或供略大于求, 高档金红石钛白粉供应紧缺, 不足部分主要依靠进口或用人造金红石代替。 2006年，海绵钛的产量达到18037t，比2005年增加89.6%，实际销售

28、量达到16634t；中国钛加工材的产量达到12807.6t，比2005年增加了28.5%，钛加工材的需求量达到13985t，比2005年增加了14.6%。中国第一次具有了产能14000ta，实际生产10204t海绵钛的世界级大厂；第一次具有了钛锭产能12000ta，实际生产6000t钛锭的世界级钛加工材大厂。2007年上半年，我国钛工业更是突飞猛进，发展迅速。海绵钛生产量达20098吨，比2006年同期增加203.5%，预计2007年全年产量将达40000吨。钛粉产量达723吨，比2006年同期增加24.7%。钛加工材产量达11311吨，比2006年同期增加84.5%，预计全年产量将突破200

29、00吨。2007年上半年我国首次成为海绵钛和钛加工材的净出口国。海绵钛出口2651吨，进口501吨，净出口2150吨，预计2007年全年出口海绵钛将超过5000吨。钛加工材出口3744吨，进口2127吨，净出口1617吨，预计2007年全年钛加工材的出口量将超过7000吨。因此，预计到2010年以前，中国钛加工材的生产量和需求量都将会以两位数的增长速度迅速成长。钛是继铁、铝之后，被誉为正在崛起的“第三金属”，它就是一座待深入开发的世界级宝藏。中国钛业生产要达到一定的经济规模，必须优化生产技术，提高经济技术指标，降低生产成本，开展新法冶炼钛研究。同时，向国际同行学习，拓展自身视野，拉近与国外先进加工装备和技术的差距。钛是继铁、铝之后，被誉为正在崛起的“第三金属”，它就是一座待深入开发的世界级宝藏。中国钛业生产要达到一定的经济规模，必须优化生产技术，提高经济技术指标，降低生产成本，开展新法冶炼钛研究。同时，向国际同行学习，拓展自身视野，拉近与国外先进加工装备和技术的差距。