钛的地球化学性质与成矿

钛由于其高强度和抗腐蚀性特征,在航空航天、医药、手机等领域得到越来越广泛的应用,是二十世纪的战略金属元素。在自然界中,钛铁矿、钛磁铁矿和金红石是最具经济价值的含钛矿物。钛最初被认为是变质过程中最不活泼的金属元素之一,随着越来越多的证据显示钛可以在特定条件下进入变质热液流体中发生活动迁移。高压变质脉体中金红石和磷灰石作为共生矿物存在,这可能为富F溶液对钛迁移富集的影响,当氟磷灰石从富F流体中结晶沉淀时K_2TiF_6络合物分解,钛在其中的溶解度降低进而结晶沉淀出金红石,而这一富集迁移沉淀机制很可能是变质型金红石矿床变质富集的机制。在岩浆矿床中,钛常作为伴生元素赋存于磁铁矿床中。一般认为部分熔融程度、挥发分含量和成矿岩浆温度等决定了含钛矿或高钛岩体的形成,本文认为富金红石的再循环洋壳或者富钛沉积矿床重熔是岩浆型钛矿床的重要成矿物质来源。沉积型钛矿床的形成与区域地质、地理和水动力学有关,它们常在被动大陆边缘,以高风化、高品位钛源岩为后盾通过风化、剥蚀和海侵等主要形成在沿海岸带特别是南北纬30°低纬度地区。总之富钛源区、起源深度、部分熔融温度和程度、陆壳混染程度、挥发分、流体成分、风化剥蚀能力等决定了钛矿化成功与否。     

云南钛矿勘查开发进展

中国是世界钛资源大国, 2012年中国钛资源储量约占全球钛储量的31%（吴景荣等,2014）,位居世界前列,其主要分布在四川攀西、河北承德、云南、海南、广西和广东省（吴景荣等,2014;吴贤等,2006;胡克俊,2007）。国内钛矿资源主要有两种类型：钛铁矿（岩矿和砂矿）和金红石矿（胡克俊,2007）。 目前开发主要以钛铁砂矿和岩矿为主,可供利用或计划利用的钛铁砂矿主要集中在云南、广西、海南;原生钛铁岩矿主要为四川攀西和河北承德（吴贤等,2006;胡克俊,2007）。     

攀钢水淬含钛高炉渣热处理过程相变特征探讨

攀钢含钛高炉渣中TiO2的质量分数高达20%~29%,为钛的二次利用提供了坚实的物质基础。实验在攀钢水淬含钛高炉渣和空冷含钛高炉渣的化学组成、相组成特征分析的基础上,以水淬含钛高炉渣为原料,分别采用X射线衍射、扫描电镜和光电子能谱等对经过400℃,600℃,800℃,1 000℃和1 200℃热处理4 h后的样品组成、显微结构随热处理温度的变化及热处理过程中的相变等进行对比研究,结果表明:水淬渣与空冷渣在化学成分上基本相同,只是矿物组合有较大差异,而水淬渣在1 200℃热处理并保证4h后其矿物组合与空冷渣基本一致。随着热处理温度的升高,水淬渣样品的XRD谱图依次出现钙钛矿、尖晶石、富钛透辉石和攀钛透辉石等衍射峰,说明水淬渣中的钛部分以结晶态形式赋存于金属钛矿中,其他较大部分则赋存于非晶态的玻璃质中,使钛的化学活性远大于空冷渣。     

钛磁铁矿的制备及其异相Fenton反应催化性能

在水相中合成了钛磁铁矿（Fe3-xTixO4）,并用XRD、MSssbauer、TG-DSC和SEM等手段对合成的Fe3-xTixO4进行了表征。结果表明,合成的Fe3-xTixO4为立方晶系尖晶石结构,样品中的钛离子都已经进入其晶格中;钛掺杂有抑制钛磁铁矿进一步向钛磁赤铁矿转化和稳定尖晶石结构的作用。此外,以亚甲基蓝降解为探针反应,考察了钛磁铁矿异相Fenton反应的催化性能。实验表明,钛含量较高的钛磁铁矿是一种性能优越的异相Fenton反应催化剂。     

相山铀矿田邹家山矿床钛铀矿赋存特征及成因

随着开采深度的不断增加,邹家山铀矿床深部矿化的钛铀矿含量明显高于浅部。以铀矿石特征为研究重点,通过野外地质调查、岩相学、电子探针和化学分析等方法,初步查明钛铀矿的赋存特征：（1）钛铀矿包裹沥青铀矿;（2）围绕黄铁矿和二氧化钛矿物边缘生长;（3）钛铀矿在伊利石、磷灰石、萤石边缘产出;（4）少量沥青铀矿充填于钛铀矿中。钛铀矿空间分布特征为：在横向上集中于含矿断裂中,垂向上随深度增加而有含量增多的趋势。钛与铀的含量呈正相关关系,钛铀矿矿化仅有1期,而沥青铀矿则为两期。钛铀矿成因主要为沥青铀矿交代含钛矿物。     

锐钛矿的用途简介

自然界矿物锐钛矿、金红石和板钛矿,是Ti O2的3种结晶组态(同质异象),它们是提取钛的重要矿物原料,尤其是前2者,与另一种富含钛的天然矿物钛铁矿(FeTi O3)共同构成了当今世界钛工业生产的主要原料。钛原料主要用于提炼金属钛(海绵钛)及生产含钛钢和钛白粉等,据全球矿权网2007年     

莫桑比克楠普拉省锆钛砂矿资源地质特征

莫桑比克是我国锆钛砂矿进口量最大的国家,楠普拉省锆钛砂矿项目是我国在莫桑比克、乃至非洲运营最成功的锆钛砂矿矿山项目之一,为境外锆钛砂矿项目提供可复制、可推广的经验。本文以莫桑比克楠普拉锆钛砂矿矿山多年的地质勘探和矿山工程等方面实践数据为基础,运用类比和统计学原理对矿山项目的地质特征、矿体特征、矿砂质量特征和矿物含量特征等进行研究。研究表明：(1)锆钛砂矿等重矿物主要赋存在第四系海岸砂丘(沙丘和滩涂)中,原矿砂中TiO₂和ZrO₂含量为0.77%和0.11%、中细粒占91.45%,锆钛砂矿矿物中粉细粒占82.84%～87.51%;(2)原矿砂中钛铁矿和金红石形态的钛元素分布率为88.14%和7.55%,锆英石形态的锆元素分布率为94.73%,原矿砂选矿试验可获得54.35%TiO₂的钛铁矿精矿和65.92%ZrO₂的锆英石精矿;(3)原矿砂中锆英石与钛铁矿的品位相关系数不低于0.92,锆钛砂矿品位与深度的相关系数不低于0.80,且随着深度增加先增大后减小,锆钛砂矿品位与矿体的厚度和宽度呈反比,相关系数...     

钛石榴石的晶体结构及钛原子在结构中的位置分布

自然界含钛的石榴石,通常指黑榴石和钛石榴石,它们是钙铁石榴石含钛的变种。其中的TiO_2含量就目前所知分析值未超过16%,而理论值最高为20%。R.A.豪伊(Howie)和A.R.伍利(Woolley)认为低于8%者称为黑榴石,高于8%者则称为钛石榴石。含钛石榴石中钛的配位形式、价态及其在结构内的作用等问题,是矿物学家们很早就注     

攀枝花电炉钛渣工艺矿物学研究

以攀枝花矿区的钛铁矿经电炉熔炼后的钛渣为研究对象,利用多元素分析、光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针等分析方法对钛渣进行较为系统的工艺矿物学研究。研究结果表明,电炉钛渣主要含有Ti,Fe,Si,Mg,Ca,Al等元素,其中w(TiO2)为71%,w(MgO+CaO)较高,为9.29%,不能直接作为氯化法钛白生产及海绵钛制备的原料。钛渣中主要含钛矿物有黑钛石,钛铁矿,还含有少量的锐钛矿。黑钛石以自形、半自形以及少部分它形状与脉石矿物连生,黑钛石中含有大量白色的针状微片晶,且沿着黑钛石的解理方向分布。Ti主要赋存在黑钛石中,其次赋存在钛铁矿中。该研究成果为攀枝花矿区的钛渣后续综合利用可提供参考依据。     

滇中武定地区钛铁砂矿成矿地质条件

通过对云南武定地区钛铁砂矿普查、资料搜集和综合研究,武定地区钛铁砂矿的成矿地质条件包括成矿母岩、气候条件、地地貌条件。成矿母岩为华力西期基性侵入岩,地理地貌条件包括古夷平面、微地貌、山地类型等。钛铁砂矿的成矿地质条件研究,有助于查明钛铁砂矿的成矿机理,可全面提高钛铁砂矿的地质勘查质量。     

承德钒钛磁铁矿钒和钛物相的联测分析方法

依据承德地区大庙式钒钛磁铁矿床特征,通过人工重砂分离及单矿物化学分析并结合电子探针、岩矿鉴定结果查明了承德钒钛磁铁矿石中的含钒矿物主要是钛磁铁矿和磁铁矿,次要矿物是钛铁矿和硅酸盐;含钛矿物主要是钛铁矿、钛磁铁矿,次要矿物是金红石、榍石。根据承德钒钛磁铁矿石钒和铁呈正比的关系,选取代表性试样进行了钒钛物相分析项目的确定及溶剂选择的实验,最终确定了钒和钛物相分析测定流程。钒物相分析测定项目为磁铁矿和钛磁铁矿中的钒、钛铁矿中的钒、硅酸盐中的钒及总钒四项;钛物相分析测定项目为钛铁矿中的钛、磁铁矿和钛磁铁矿中的钛、金红石中的钛、硅酸盐中的钛及总钛五项。通过本方法测定的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例与人工重砂分析定量计算的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例是相互吻合的。对110件钒钛磁铁矿石样品进行了4种含钛矿物及3种含钒矿物物相分析,结果与实际地质成矿组分符合。本方法实现了钒钛磁铁矿中钒矿物和钛矿物的定量分离,确定了钒和钛物相联测分析流程,可以同时测定钒和钛矿物的含量。     

钛铌钙铈矿的矿物学研究——碱性岩的特征矿物之一

由于地球化学条件的不同,各个地貭过程中常形成一些为它所特有的矿物,即特征矿物。这些矿物的詳細研究对于了解該地貭过程的矿物一地球化学作用有着首要的意义。钛妮鈣铈矿、异性石、閃叶石等等都为碱性岩(鈉貭火成岩)的特征矿物。钛妮鈣铈矿属鈣钛矿族,由于类貭同象的发育,本族矿物包括許多矿种,除鈣钛矿、钛妮鈣铈矿外,还有铈鈣钛矿、钛妮铁鈣矿、钛妮钍铈矿(伊林矿)、钛铌铈鈉矿等。本文准备就钛妮鈣铈矿及鈣钛矿-钛妮鈣铈矿族矿物学的某些問題作一些討論。 鈣钛矿、铈鈣钛矿可作为钛的資源,并順便利用其中的稀土元素。钛妮鈣钸矿則为铌、钽、钛、稀士(镧、铈、镨、钕)的綜合資源。这些元素的工业意义这里不必談了,应該指出的是这些矿物常在岩体中大面积出露,因而具有巨大的远景。此外这些矿物在砂矿中亦有富集。     

华北某地钛榴石中钛在晶体结构内的位置及其价态等问题的研究

钛榴石是钙铁榴石的一个变种。钙铁榴石中TiO_2>6％时称钛榴石。关于钛榴石中钛的价态、钛在晶体结构中的位置以及Fe~(2+)在晶格中的存在与配位等问题,自十九世纪八十年代以来,都是有争议的。本文通过华北某地钛榴石的系统研究,提出对上述问题的解决途径。     

钛铁矿深加工及高钛渣生产中资源综合利用研究

钛矿资源主要包括钛铁矿、金红石、白钛矿和红钛铁矿等,其中钛铁矿约占可利用钛矿资源80%左右,是用途最大的钛矿资源.国外大多利用钛铁矿砂矿,主要生产国家有澳大利亚、南非、加拿大、乌克兰、挪威等国,其产量占世界产量的84%以上.我国钛资源虽然居世界储量之首,但97%为原生钒钛磁铁矿,由于原生矿中TiO2含量均低于10%,且钛铁矿与磁铁矿紧密结合,选治难度较大,因此目前多用于硫酸法钛白的生产原料.     

钛矿石物相的快速分析

钛矿石的主要矿物有金红石(TiO2),其次钛铁矿(FeO.TiO2)、榍石(CaO.TiO2.SiO2)和钛磁铁矿(FeTiO3.nFe2O3)。样品经碱熔融,过氧化氢比色测定总钛;利用电感耦合等离子体质谱法测定,氟化氢铵和盐酸溶解钛铁矿、钛磁铁矿、榍石和硅酸盐中的钛;湿法磁选、盐酸溶解钛磁铁矿中的钛;磁选后的残渣经800℃灼烧,氟化氢铵和盐酸溶解榍石和硅酸盐中的钛。方法对12个钛矿石样品进行了4种钛矿物物相分析,结果与实际地质成矿组分符合。     

稀土掺杂板钛矿的光催化活性的第一性原理研究

基于第一性原理,以板钛矿相TiO2和稀土掺杂板钛矿相TiO2原胞为基本模型,利用MS4.0软件的castep模块结合ATK软件计算了17种稀土掺杂板钛矿相TiO2的态密度、晶格能和能隙等参数。结果证实,除Sc、Y外,其余稀土元素均有利于降低板钛矿相TiO2的能隙,这一现象与稀土外层的4f电子结构相对应。Sc和Y有利于降低板钛矿相TiO2的晶体形成能,这与此类化合物的合成能相关。     

科马提岩与苦橄岩的区别及对若干晚古生代“科马提岩”的质疑

以往学术界更多的关注科马提岩和苦橄岩的相似性,忽略其差异。通过全数据模式,采集数据库内全球的太古宙科马提岩、后太古宙低/高钛苦橄岩数据,对比三者之间的差异发现,科马提岩更富MgO、Cr、Ni、Cs、Pb、Co和Zn,其次为低钛苦橄岩(除Co和Zn),其余主量、微量元素的含量由高至低依次为高钛苦橄岩、低钛苦橄岩、科马提岩。依据元素间的差异(如Cr/Ga、MgO/Ga、MnO/Zr、Cr/Zr等),采用密度分布函数(Density Distribution)在Matlab软件中绘制出可有效区分3类岩石的等密度判别图,并用该图对若干晚古生代"科马提岩"的岩性重新厘定。结合岩相学和地球化学特征研究表明,晚古生代"科马提岩"中,印度东部为高钛苦橄岩,越南为化学成分与科马提岩类似的低钛苦橄岩,印度拉达克地区为低钛苦橄岩。     

小秦岭地区（陕西部分）钛矿找矿方向及工作方法

小秦岭地区具有寻找变质岩型等钛矿的地质条件,并已发现有多处金红石、钛铁矿线索。研究认为,小秦岭地区中元古界熊耳群及高山河组地层为寻找变质岩型钛矿有利层位,洛南西沟是碱性岩型钛矿成矿有利区;洛南石门-瓦子坪地区、兰田坝塬-洛南洛源地区和洛南白楼-西沟地区等3个钛矿找矿远景区;石门盆地深部存在一个变质喷发岩型钛铁矿床。应运用重砂测量、高精度重力测量、高精度磁法和电法测量等工作方法开展普查,强化深部钻探找矿,将获得可喜的找矿成果。     

郭山高岭土铁钛赋存状态的分析电子显微术研究

使用分析电子显微术对福建郭山高岭土中铁、钛元素的赋存状态进行了研究。结果表明,高岭土中铁钛的赋存状态分为两类,一类为参加到粘土矿物晶格中的铁和钛,简称为结构铁、结构钛;另一类为游离出现或吸附在高岭矿物(高岭石和埃洛石)颗粒表面的铁、钛矿物。查明了在全铁和全钛中,结构铁和结构钛仅占少数,大部分以铁、钛独立矿物形式出现。从而确定了可将高岭土粘粒级(<2μm)中铁、钛含量降低到的最低限度,这便为提高高岭土品级和经济价值提供了可靠的依据。     

西北某钒钛磁铁矿矿石的工艺矿物学研究

西北某矿石属低硫含磷的酸性低品位原生钒钛磁铁矿矿石,通过镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析等多种手段对原矿的化学成分、矿物组成及含量、矿物的产出形式、矿石的结构构造、主要目的矿物的嵌布粒度等进行了详细的工艺矿物学研究,查明矿石的工艺学特性.研究结果表明,该矿石具浸染状构造和交代构造,其中铁矿物主要是钛磁铁矿和赤铁矿,钛矿物包括钛铁矿、金红石和榍石等.钛磁铁矿和钛铁矿均属不均匀细粒—微细粒嵌布特征,在-400目占95%左右的磨矿细度条件下,通过选矿可获得铁精矿和钛精矿两种产品.