钛是典型的亲石元素,常以氧化物矿物出现。地壳中含TiO2在1%以上的矿物有80余种,具有工业价值的有15种,我国主要利用的有钛铁矿、金红石和钛磁铁矿等(看下表1)。它们既有原生的(岩矿),也有次生的(风化残坡积及沉积砂矿)。我国各主要产地钛矿物原料基本特点概述对比如下表2。
表1 钛的工业矿物
矿物 |
化学式 |
二氧化钛理论含量(%) |
比重 |
硬度 | |
主要矿物 |
金红石 |
TiO2 |
100 |
4.2~4.3 |
6~6.5 |
板钛矿 |
TiO2 |
100 |
4.1 |
5.5~6 | |
锐钛矿 |
TiO2 |
100 |
3.9 |
5. ~56 | |
钛铁矿 |
FeTiO2 |
55.66 |
4.5~5 |
5~6 | |
白钛石 |
TiO2 |
~94 |
3.5~4.5 |
4~4.5 | |
红钛铁矿 |
Fe2O3·3TiO2 |
4.5 |
|||
次要矿物 |
钛磁铁矿 |
(Fe、Ti)3O4 |
12~16 |
5 |
6 |
钛铁晶石 |
Fe2TiO4 |
3~5.4 |
|||
镁钛矿 |
MgTiO3 |
52 |
4 |
||
红锰钛矿 |
MnTiO3 |
52.97 |
4.5 |
||
钙钛矿 |
CaTiO3 |
55.46 |
4.1 |
5.5 | |
假板钛矿 |
Fe2TiO3 |
33.35 |
|||
钙铈钛矿 |
CaCeTiO3 |
54~59 |
|||
黑钛石 |
Ti3O5 |
||||
桐石 |
CaTiSiO5 |
40.82 |
3.5 |
55.5 |
表2 各主要产地钛矿物原料基本特征
产地 |
四川攀枝花 |
河北大庙 |
广西北海 |
广西东胜 |
海南乌场 |
海南沙老 | ||
钛矿物名称 |
钒钛磁铁矿 |
钛铁矿精矿 |
钛铁矿精矿 |
钛铁矿(沉积砂矿)精矿 | ||||
颜色 |
黑色 |
黑色 |
黑色 |
黑色 |
黑色 |
黑色 |
黑色 | |
晶体特征 |
等轴晶系 |
三方晶系 |
三方晶系 |
三方晶系 |
三方晶系 |
三方晶系 |
三方晶系 | |
化 学 成 分 (%) |
TiO2 |
8.19(6~13) |
47~48 |
44.5 |
58.68 |
51.18 |
49.03 |
50.21~52.24 |
Fe2O3 |
TFe 22~34 |
3.34 |
27.88 |
12.31 |
10.71 |
7.52~10.22 | ||
FeO |
35.32 |
5.50 |
35.13 |
36.03 |
34.16~37.28 | |||
Al2O3 |
11.80 |
1~2 |
1.09 |
0.994 |
1.13 |
|||
CaO |
8.89 |
1~3 |
0.5~1 |
<0.1 |
0.533 |
1.00 |
0.14~0.18 | |
MgO |
9.57 |
4~5.5 |
0.7~1.8 |
0.11 |
0.425 |
0.10 |
0.13~0.15 | |
P |
0.018 |
0.01~0.04 |
0.01~0.04 |
0.034 |
0.075 |
0.016 |
0.018~0.027 | |
S |
0.91 |
0.3~0.5 |
0.1~0.5 |
0.01 |
0.007 |
0.01 |
||
MoO |
0.201 |
0.225~0.6 |
10.5 |
1.811 |
2.23 |
|||
SiO2 |
36.69 |
2.0~3.5 |
1.5~2.1 |
0.73 |
1.297 |
0.50 |
||
V2O5 |
0.2~0.3 |
0.023~0.058 |
0.168 |
|||||
Nb2O2 |
0.0412 | |||||||
Ta2O5 |
0.038 |