Минеральный состав титановых руд и месторождений

24.06.2020

Титан — один из наиболее распространенных элементов в земной коре, его весовое содержание составляет 0,62%. Он встречается во всех изверженных и осадочных породах в виде двуокиси и солей титановой кислоты — титанатов. Титан склонен к образованию комплексных анионов, включающих цирконий, ниобий, кремний. В связи с этим помимо минералов, представляющих собой простые титанаты, встречаются сложные титано-ниобаты, силикотитаны и другие соединения.

Известно около 70 минералов титана. В еще большее число минералов титан входит в виде примеси. Из собственно титановых минералов наибольшее распространение имеют ильменит, рутил, перовскит и сфен (табл. 131).

Ильменит (титанистый железняк) содержит 36,8% Fe, 31,6% Ti и 31,6% О. В качестве изоморфных примесей может содержать Mg и Mn. Цвет ильменита железно-черный или стально-серый. Черта большей частью черная, иногда бурая или буровато-красная. Блеск полуметаллический, непрозрачен. Ильменит слабо магнитен. Его твердость 5—6, удельный вес 4,72.

Рутил содержит 60% Ti. В нем присутствуют примеси Fe, иногда Sn и изредка Cr. Цвет рутила обычно темно-желтый, бурый, красный и черный. Черта желтая, светло-бурая. Блеск алмазный до металлического. Твердость рутила 6, он хрупок. Удельный вес 4,2—4,3. Брукит и анатаз являются двумя модификациями рутила. Цвет брукита желто-или красно-бурый до черного. Черта бесцветная до серовато- или буровато-желтого. Блеск алмазный. Твердость брукита 5—6, удельный вес 3,9—4,0.

Перовскит содержит 58,9% TiO2 и 41,1% CaO. В небольших количествах в нем присутствуют примеси Fe, иногда Al и Cr. Цвет перовскита серовато-черный. красновато-бурый, оранжево-желтый и светло-желтый. Черта белая или серовато-желтая. Бласк алмазный. Твердость перовскита 5,5—6, удельный вес 3,97-—4,04.

Сфен (титанит) содержит 40,8% TiOj, 30,6% SiO2 и 28,6% CaO. E нем часто присутствуют примеси Fe. иногда Mg, Mn и Al, изредка Cr, Zr и Nb. Цвет сфена желтый, бурый, зеленый, серый. Черта белая. Блеск близкий к алмазному, или алмазный, жирный. Твердость сфена 5—6. удельный вес 3,29—3,56.

Из большого количества титановых минералов широко распространены и имеют наибольшее промышленное значение лишь ильменит и рутил. Все остальные титановые минералы по количеству и распространению имеют второстепенное значение.

Из этих двух важнейших титановых минералов до недавнего времени использовался почти исключительно рутил. Ценность рутила объясняется высоким содержанием в нем титана и сравнительной простотой методов его извлечения. Значительно чаще встречается ильменит, содержащий в чистом виде в два раза меньше титана, чем рутил. Ильменит, содержащийся в ильменитових рудах, в большинстве случаев весьма тесно связан с другими минералами, главным образом с магнетитом и гематитом, и разделение их всегда сопряжено с известными трудностями. В настоящее время наибольшую часть титана получают именно из ильменитовых руд.

Рутил встречается обычно вместе с щелочными породами в гранитах. кварцевых жилах и пегматитах; ильменит находится, как правило, в связи с основными породами. Оба минерала — рутил и ильменит — не подвергались разрушению в процессе выветривания коренных пород и концентрировались в морских и речных аллювиальных отложениях.

Еще несколько лет назад основную часть титановых концентратов, поступавших на рынок, получали из россыпных месторождений. В настоящее время большую часть титана получают при переработке коренных руд первичных месторождений.

В капиталистических странах разрабатываются коренные и россыпные месторождения титана. По запасам первое место занимают коренные месторождения; большие запасы сосредоточены также и в морских прибрежных россыпях, которые дают около половины всей добычи титана в капиталистических странах.

Среди коренных месторождений основное значение имеют месторождения магматического происхождения, связанные с основными и ультраосновными породами габброидной магмы и щелочными породами. Из россыпных месторождений наибольшее значение имеют современные морские россыпи. Наиболее крупные из них находятся в Индии на Траванкорском побережье, в Австралии, США, Бразилии, Сенегале. В месторождениях Индии и Сенегала основным минералом является ильменит, содержание же рутила незначительно; в других месторождениях (Квинсленд в Австралии) преобладает рутил.

Значительную роль в добыче титана играют аллювиальные россыпи, разрабатывающиеся в Бразилии, Малайе, Камеруне. В Малайе ильменит извлекается попутно из оловянных россыпей. В Камеруне и Бразилии основным титановым минералом является рутил, которому сопутствуют циркон, а местами и монацит. В Камеруне разрабатываются также россыпи рутила в элювии докембрийских парагнейсов и сланцев.

Содержание титановых минералов в россыпях колеблется в широких пределах. В Индии и Новой Зеландии содержание ильменита составляют 50—65 %; в Австралии содержание тяжелых минералов (рутила, циркона, ильменита к монацита) в россыпях колеблется от 10 до 22%.

В США титан добивают как из собственно рутило-ильменитовых месторождений (коренные и россыпные), так и из комплексных ильменито-магнетитових месторождений с повышенным содержанием двуокиси титана.

Значительное количество высокосортных рутиловых концентратов получают из рутило-ильменитового месторождения Розленд (штат Виргиния). Месторождение связано с интрузией полевошпатовой породы (аплит), секущей гранитовые гнейсы. Рутил и ильменит в виде небольших зерен располагаются вдоль трещинок в зонах дробления. В руде содержится значительное количество апатита. Содержание рутила в полевошпатовой породе около 4%, На базе руд этого месторождения работает обогатительная фабрика производительности около 2 тыс. т рутила в год.

В районе между Шарлотовиллом и Линчбергом (штат Виргиния) с интрузиями полевошпатовых пород, прорезающими биотитовые сланцы докембрийского возраста, связаны дайки и жилы нельсонита, состоящего в основном из ильменита, рутила и апатита. В руде присутствует флогопит, кварц, пирит, биотит, хлорит, актинолит. В одних дайках преобладает ильменит, в других — рутил. Содержание рутила в ильменитовых жилах составляет в среднем 5— 6%, в собственно рутиловых жилах оно достигает 55—60%. Содержание ильменита достигает 9,7% в рутиловых и до 80% в ильменитовыx жилах.

В штате Северная Каролина разрабатывается месторождение Ядкин. Рудное тело имеет линзообразную форму длиной около 800 м, шириной 13,5 м и залегает в серицитовых сланцах. Руда содержит ильменит и рутил с хлоритом, серпентином к тальком. Среднее содержание двухокиси титана в руде 30—35%.

Месторождение Машет Каув (штат Арканзас) связано со штоком нефелиновых сиенитов, расчлененных лайками основных пород. Рутил в другие титановые минералы развиваются по трещинам, разбивающий массив, и частично содержатся в виде вкрапленности во вметающих породах. Добываемая руда представляет собой глинистую массу с обломками породы.

В последнее время в США приобрели большое значение как источник титанового сырья месторождения титано-магнетитов, в основном сосредоточенные в штатах Калифорния н Нью-Йорк. Наиболее крупное из этих месторождений в США Texaнюс находится в Адирондакских горах у оз. Сэнфорд. Месторождение представляет ряд неправильных рудных штоков в габбро и анортозитах. Среднее содержание двуокиси титана в рудных штоках 9—12%, железа — 60—64%, фосфора 0,9—1,2% и ванадия около 0,4%. Здесь известны также рудные скопления в виде линз и гнезд в массивных сиенитах. Из месторождения Техавюс получают более половины всего добываемого в США ильменита.

В Калифорнии титано-магнетитовые месторождения сосредоточены в горах Сан-Габриель в районе г. Лос-Анжелос, где они связаны с интрузиями анортозита и габбро. Содержание двуокиси титана в руде составляет около 9—10%, железа 50—56%. Ильменит добывают в небольшом количестве попутно с железом.

Железорудные месторождения, богатые титаном, открыты в Железных горах близ Ларами (штат Вайоминг). Руды этих месторождений содержат: 17% железа и двуокиси титана.

В прибрежных штатах (Флориде, Калифорнии, Вашингтоне. Орегоне. Виргинии и др.) имеются ильменито-монацитовые россыпи (так называемые черные пески) с содержанием ильменита 12—18%. Наиболее крупные из них разрабатываются в штате Флорида в районах Джексонвилла, Лаути и Мельбурна. Около 25% всего ильменита в США добывают во Флориде.

В 1955 г. началась разработка аллювиальных россыпей в Эйкен (Южная Каролина), из которых извлекается рутил, ильменит, монацит и циркон. Ильменит извлекается также из монацитовых песков в районе Бойзе в штате Айдахо.

По запасам титана на втором месте после США в капиталистическом мире стоит Индия.

Наиболее важные месторождения титана в Индии сосредоточены на Траванкорском побережье. Промышленные месторождения ильменита и рутила приурочены к аллювиальным речным и прибрежным морским пескам, образующим вдоль побережья полосу протяженностью 150 км.

Пески разрабатываются в Маравалакуричи (в южной части Tpaванкора) и в 130 км к северу от него в Ниндакараи. Они состоят из кварца, граната, ильменита, рутила, циркона и монацита.

Месторождения ильменитовых песков с содержанием двуокиси титана до 50% открыты в Ратнагири, расположенном на расстоянии около 250 км к югу от Бомбея. Запасы оцениваются в 250 тыс. т руды.

Помимо россыпных месторождений в Индии имеются коренные месторождения титано-магнетита в Сингбхуме (штат Бахар) и прилегающих к нему частях Маюрбхандж. Рудные тела залегают в виде небольших линз и жил в габбро и ультраосновных породах. Кроме того, имеются указания на присутствие титаномагнетитовых руд в штатах Maйcop н Аидхра.

Месторождения Канады находятся в провинции Квебек. Наиболее важные из них расположены в районе оз. Аллар, на северном берегу р. Святого Лаврентия. Они приурочены к северо-восточной части обширного массива основных изверженных пород докембрийского возраста, представляющего тело овальной формы размером около 150 км по длинной оси; ширина его от 30 до 50 км.

Рудные тела в виде узких даек, неправильной формы жил или пластообразных залежей залегают в анортозите на расстоянии 3—8 км от контакта с гранитом. Руда содержит крупные зерна ильменита с включениями микроскопических листочков гематита. Высокосортные руды содержат до 75’% ильменита, 20% гематита, остальная часть состоит из пироксена, полевого шпата и изредка пирита, пирротина и халькопирита.

Наиболее крупное из этих месторождений — Лак Тно — представляет пластообразную залежь, достигающую 1080 м длины и 1020 м ширины, мощностью, колеблющейся от 7,5 до 90 м. Запасы месторождения оцениваются в 113 млн. г руды; среднее содержание двуокиси титана 32.%.

В 3 км на юго-восток от Лак Тио находится месторождение Пьюджелон. Оно представлено крутопадающим дайкообразным телом длиной около 700 м при ширине от 6 до 75 м. В 13 км на юго-запад расположено месторождение Миллс, на котором известно четыре рудных тела линзообразной формы, составляющих одну минерализованную зону, протягивающуюся на 900 м.

Ряд небольших месторождений, в рудах которых кроме ильменита имеется рутил, разрабатывается в Сент Урбеи, в 96 км от г. Квебек. Аналогичные месторождения имеются в Иври, округ Террабон (вблизи Монреаля). Руды этих месторождений содержат от 20 до 30% двуокиси титана. В районе бухты Севен Айленд и у оз. Сент Джон находятся месторождения титаноманеетита, их руды содержат более 15% двуокиси титана. Более бедные титаном месторождения титано-магнетитов известны в провинциях Онтарио и Альберта.

В Норвегии разрабатываются коренные месторождения маггнетито-ильменитовых руд с высоким содержанием ильменита, переходящих в чисто ильменитовые залежи. Основные месторождения (Колдаль, Киланд, Сторганген, Блафьелд и Лаксдаль) расположены в юго-западной части страны.

В Финляндии месторождения титано-магнетитовых руд находятся в центральной части страны, в 180—200 км к северо-западу от Оутокумпо, где расположено месторождение Вуолийоки, руда которого содержит 38—40% железа и 10—10% двуокиси титана, и крупное месторождение Отанмаки с содержанием 30% железа и 6—7% двуокиси титана.

В Австралии титан добывают из крупных месторождений прибрежных морских песков, в основном расположенных на восточном побережье материка в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе и на острове Книг.

Месторождения представляют современные и древние пляжи и сложены песками, содержащими ильменит, циркон и рутил. Содержанке тяжелых минералов в добываемых песках составляет 10—22%. Основные минералы шлихов — циркон, рутил, ильменит, монацит, хромит.

Основным источником добычи титана в Японии являются месторождения титансодержащих железистых песков, находящихся во многих районах Японии. Различают три типа месторождений: 1) лески, залегающие высоко над уровнем моря; 2) речные аллювиальные пески и 3) прибрежные морские пески. Высоко над уровнем моря пески залегают в осадочных породах различного возраста от четвертичных до палеозоя. Наиболее значительные месторождения находятся в 8,5 км от г. Кудзи в префектуре Иватэ, на северо-восточном побережье острова Хонсю. Титансодержащие магнетитовые пески полосой, длина которой превышает 100 км, а ширина составляет около 30 км, располагаются на высоте 240 м над уровнем моря. Средняя мощность рудного пласта 3 м, местами она достигает 22,5 м. Пески состоят из зерен титано-магнетита с примесью лимонита, кварца и других минералов. Содержание железа в лесках 23—60%; в них присутствует также около 0.2% ванадия. Залежи песков того же возраста разрабатываются в районе Шимокита в префектуре Аомори. Руда этих районов содержит от 7 до 19% двуокиси титана.

Более древнего возраста являются месторождения, разрабатываемые в Хобетсу на острове Хоккайдо и в Ундзо в префектуре Иватэ. Месторождение в Хобетсу приурочено к осадкам мелового возраста; ильменитовые пески содержат более 15% двуокиси титана. Месторождение Ундзо среди палеозойских отложений представлено титаносодержащими магнетитовыми песками со средним содержанием в богатых pудах 15% двуокиси титана и 45% железа.

Большая часть разрабатывающихся месторождений принадлежит к типу прибрежных морских песков. Крупными добывающими районами являются: Момбетсу (остров Хоккайдо), Сома (префектура Фукусима), Камедзи (префектура Симанэ), Уадзиро (префектура Фукуока).

Речные железистые пески часто имеют высокое содержание титана, но из-за малых размеров месторождений промышленное значение их небольшое.

На Цейлоне морские прибрежные пески с ильменитом, рутилом, монацитом и цирконом были открыты во время первой мировой войны на западном берегу острова вблизи Беитоты и Курдемалан. Местами эти пески имеют высокое содержание монацита. В Кутукуранда (в 48 км от Коломбо) работает фабрика по извлечению монацита. Извлечение ильменита не производится.

Ильменитсодержащие пески находятся на восточном побережье Цейлона в Пулмоддаи и Тирукковил. Содержание ильменита достигает 75%.

В Малайе большое количество ильменита добивают в северной части полуострова. Ильменит извлекают из аллювиальных месторождений, где он находится вместе с цирконом и касситеритом.

В Таиланде вдоль юго-восточного берега Малаккского полуострова находятся прибрежно-морские россыпные месторождения.

В Южко-Африканской республике титано-магнетитовые руды имеются в Трансваале. Пояс титано-магнетитовых руд протягивается на 300 км. Полосы руды залегают в верхах норитовой зоны согласно с вмещающими породами. Некоторые из полос прослеживаются без перерыва более чем на 15 км. Руда содержит магнетит, ильменит и гепатит. Содержание двуокиси титана колеблется от 8 до 25%. Наиболее крупное месторождение находится в Магнет Хейте к северу от Претории. Месторождения с содержанием двуокиси титана от 9 до 20% известны в провинции Наталь (долина р. Тугел). В прибрежных районах имеются морские пески со средним содержанием ильменита 3—6%.

В 1954 г. начали разрабатывать месторождение в Умгабаба (провинция Наталь). Руды содержат ильменит, рутил и циркон. Сообщается, что при годовой добыче 60 тыс. т ильменита, 6 тыс. т циркона и 3,5 тыс. т рутила месторождение может эксплуатироваться 36 лет.

Имеются сведения об открытии нового месторождения титановых лесков в бухте Морган в 6,5 км от г. Ист Лондон. Месторождение занимает площадь около 800 га.

В Камеруне рутил добывают в аллювиальных россыпях по реке Яоунде. Аллювиальные россыпи рутила имеются также в бассейне реки Нионг. Известны также остаточные месторождения рутила, представляющие элювий докембрийских парагнейсов н сланцев.

В Мексике крупное месторождение рутила расположено близ Плюмо Идальго (в 48 км от Порт Анжело). Полоса оруденения длиной 11 км и шириной 800 м приурочена к пегматитам. Руды содержат 15—20% двуокиси титана.

В Бразилии аллювиальные месторождения рутила разрабатываются в штате Сеара. В штате Минас-Жераис коренные месторождения рутила связаны с массивами нефелинового сиенита. В штатах Гояс и Ceapa разрабатываются аллювиальные и элювиальные месторождения ильменита, лежащие на метаморфизованных породах, Прибрежные морские лески, обогащенные ильменитом и рутилом, разрабатываются в штатах Рио-де-Жанейро, Эспирто Санто и Байя.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна