钛是地壳中含量最丰富的元素之一，被誉为“现代工业之母”。由于其特殊的物理和化学性质，广泛应用于航空航天、化工、海洋、核电和日常生活中。钛含量大于1％的矿物有140多种，但大多数没有工业用途。

钛矿资源主要以金红石和钛铁矿两种形式存在，本文介绍了金红石和钛铁矿的性质、结构、应用领域、分离工艺及设备。

01 金红石和钛铁矿的特性

金红石，化学式为TiO2，其中Ti占60％，氧占40％，常含有氧化铁杂质。晶体通常呈粒状和针状。常见的晶面有四方晶系和四方双锥晶系。聚集体有时是致密且巨大的。颜色为栗色，含铁量高时呈黑褐色，有浅褐色或黄褐色条纹，呈钻石光泽。莫氏硬度6-6.5，密度4.2-4.3g/cm3，无磁性，导电性良好。除了金红石之外，自然界中有时还发现其他晶型的二氧化钛——锐钛矿和板状钛钛矿。金红石主要产自砂矿。

钛铁矿，化学式为FeTiO3。 52.7％ TiO2 和 47.3％ FeO。对于三方晶系，晶体呈菱面体或厚板状，通常呈规则的柱状集合体。铁黑色，黑色条纹，钻石光泽。莫氏硬度5-6，密度4.72 g/cm3，磁性介质，良导体。

02 金红石和钛铁矿的应用

金红石和钛铁矿是冶炼金属钛、制造钛白粉以及颜料、光学材料、宝石、电焊条、介电陶瓷等的重要原料。

颜料工业：生产钛白粉（钛白粉原料），由于具有高折射率、高白度、高亮度、化学稳定性好、遮盖能力强等特点，钛白粉大量用于造纸、塑料、涂料及其他工业领域。

冶金行业：主要用于冶炼钛金属。

光学材料：金红石单晶材料具有特殊的透光性能，用于组件或前透镜、分光器等。

介电陶瓷：生产用于陶瓷电容器和机电换能器的高频介电材料。焊接中使用的其他材料，减少焊接过程中有害气体的排放；高温绝缘涂料材料；用作宝石的大金红石晶体。

03 金红石和钛铁矿分离提纯工艺

通常原矿中都伴生其他矿物，如磁铁矿、赤铁矿、石英、云母、辉石、橄榄石、石榴石、铬铁矿、磷灰石等。一般采用重选、磁选、分离方法有电选法和浮选法。以下是每项的简要说明。

重力分离过程　

此法一般用于含钛冲积矿或原生含钛矿破碎后的粗选。目的是去除大部分矿脉矿物质并富集目标矿物质。由于钛原矿石矿物的密度大于4g/cm3，在粗选时一般采用重选除去大部分密度小于3g/cm3的伴生矿物。重选设备包括跳汰机、螺旋选矿机、摇床、溜槽、圆锥选矿机等。

磁选过程　

磁选方法广泛应用于含钛矿物的选别中。弱磁场磁选机可用于从粗精矿中分离磁铁矿、钛铁矿等磁性矿物。为了将钛铁矿与其他非磁性矿物分离，可以采用强磁选。

浮选工艺　

主要用于选别细粒含钛矿石。常用的浮选捕收剂有硫酸、焦油、油酸、柴油和乳化剂等。

静电分离　

静电分选主要是利用不同矿物之间电导率的差异来筛选含钛粗精矿，如金红石的分选。

04 金红石和钛铁矿分离设备

重力分离设备

金红石是利用与其他脉矿物之间的密度差异进行精选，常处理冲积金红石，采用摇床、螺旋溜槽、螺旋选矿机等尾矿作业，分离金红石。

一般钛铁矿比脉矿物比大，因此多采用重选方法，常用于粗选尾矿或预处理作业，是钛铁矿预富集的必要手段，其成本低、污染小，常用摇床和螺旋溜槽进行重力分离。

磁选设备

磁选是钛铁矿选矿中非常常用的方法，主要是因为其矿物中含有导磁矿物。一般弱磁选机常用于选别强磁性矿物（如磁铁矿、钛磁铁矿）；强磁选机用于钛铁矿尾矿作业。常采用高梯度磁选机和永磁滚筒磁选机。

浮选设备

金红石浮选主要取决于化学品的选择，这些化学品用于迫使金红石和其他矿物变得疏水并完成浮选操作。常用的浮选机主要有XCF、KYF、CLF、SF、JJF型。

以上是金红石和钛铁矿及其分离工艺和设备的介绍。由于这两种矿石往往与多种矿物共生，大多是多种矿物组成的复合矿物，单一的选别工艺方法，很难选出高纯度、高品位的钛矿物。因此，常采用联合分选方法来获得高品位、高纯的钛矿物。

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