بخشی از مقاله
چکیده :
تیتانیوم کاربرد فراوانی در ساخت سامانههای هوایی، تجهیزات نظامی و تولید مواد شیمیایی مختلف از جمله رنگدانه دارد. در این تحقیق، کانیشناسی و خواستگاه زمینشناسی ذخایر تیتانیوم بررسی شده است. نتایج این بررسی نشان داد که امروزه تولید ایلمنیت از ذخایر سنگی بیشتر از ذخایر ماسهای است وتقریباً تمامی ذخایر سنگی مهم و با ارزش اقتصادی شناخته شده ایلمنیت، به همراه سنگهای آنورتوزیت یا گابروها یافت میشوند. در ادامه این تحقیق، فرآوری کانسنگهای تیتانیوم بررسی شده است.
نتایج این بررسی نشان داد که هرچند روشهای مختلفی از جمله روشهای جدایش ثقلی برای فرآوری کانسنگهای تیتانیوم وجود دارد ولی امروزه با کاهش ذخایر پرعیار تیتانیوم و همچنین کاهش درجه آزادی کانی ایلمنیت، تکنولوژی فلوتاسیون مورد توجه قرار گرفته است و با موفقیت در معادن مختلف دنیا از جمله معدن تیتانیا نروژ بکار گرفته شده است.
چالش اصلی پرعیارسازی کانسنگ ایلمنیتدار به روش فلوتاسیون، تمایل کم کلکتور آنیونی به جذب بر سطح ایلمنیت است که باعث افت بازیابی در مدار میشود. راهکار اصلی برای غلبه بر این چالش، افزودن نیترات سرب به پالپ فلوتاسیون است که در این تحقیق مبانی علمی آن بررسی شده است. با توجه به عیار کم و پیچیدگی کانیشناسی کانسنگهای ایلمنیت ایران، میتوان با بکارگیری تکنولوژی فلوتاسیون پرعیارسازی آنها را به طور مطلوب انجام داد.
مقدمه :
تیتانیوم به دلیل نسبت بالای مقاومت مکانیکی به وزن و همچنین مقاومت بالا در برابر خوردگیها باعث شده است تا کاربرد فراوانی در صنایع مختلف از جمله رنگسازی، پلاستیکسازی، کاغذسازی، لمینتها، فولاد، تکنولوژی فضایی و هوایی داشته باشد. عمده مصرف تیتانیوم در تولید رنگدانه است. تجارت جهانی رنگدانه اکسید تیتانیوم سالیانه 4/5 میلیون تن با ارزش در حدود 7 میلیارد دلار است. دلیل این موضوع آن است که اکسید تیتانیوم با توجه به قدرت پوشش بسیار مناسب، ضریب انعکاس بالا و ویژگیهای دیگر آن از کیفیت مطلوبی در بین رنگدانههای سفید برخوردار بوده و کاربردهای فراوانی دارد.
تیتانیوم یکی از فراوانترین فلزات در پوسته زمین با فراوانی بیش از 0/62 درصد است. تیتانیوم بیشتر در سنگهای آذرین و دگرگونی یافت میشود. این عنصر به صورت دی اکسی تیتانیوم و نمکهای اسیدهای تیتانیوم دیده میشود. تیتانیوم قادر به ایجاد ترکیبات آنیونی از جمله تیتانیتهای ساده است. همچنین تیتانیوم را میتوان همراه با کانیهای حاوی نیوبیوم، سیلیکاتها، زیرکن و سایر کانیها یافت. در مجموع حدود 70 کانی تیتانیومدار شناخته شده است ولی تنها تعدادی از این کانیها دارای ارزش اقتصادی هستند. جدول - 1 - کانیهای اصلی و مهم تیتانیومدار را نشان میدهد. ایلمنیت و روتیل مهمترین کانیهای اقتصادی تیتانیومدار هستند . - Bulatovic, 2010; Nayl and Aly, 2009 -
جدول .1 مهمترین کانیهای با ارزش اقتصادی تیتانیوم
خواستگاه زمینشناسی ذخایر ایلمنیتدار:
کانیهای تیتانیومدار از ذخایر سنگی و همچنین ماسهای استخراج میشوند . تا سال 1945 بیشتر استحصال تجاری ایلمنیت و روتیل از ذخایر ماسهای بود اما امروزه تولید ایلمنیت از ذخایر سنگی بیشتر از ذخایر ماسهای است. شکل - 1 - تصاویری از کانسنگ ایلمنیت یافت شده در نقاط مختلف دنیا را نشان میدهد.
شکل .1 کانسنگ ایلمنت الف. Saint-Urbain در کبک کانادا ب. Normanville استرالیای جنوبی ج. Kragero نروژ د. ماسه ایلمنیتی از فلوریدا آمریکا
رایجترین ذخایر ماسهای تیتانیومدار، ماسههای سیاه رنگ در رودخانهها و سواحل مناطق آتشفشانی هستند. کانیهای سیاه رنگ اصلی ماسهها شامل مگنتیت، تیتانوفروس2 مگنتیت و سیلیکاتهای سیاه رنگ هستند. تولید ایلمنیت مناسب برای تهیه رنگدانه از ماسه سیاه بسیار دشوار است اما سایر ذخایر ماسهای که حاوی روتیل، ایلمنیت و گاهی مونازیت3 هستند در استرالیا، امریکا، هند و آفریقا یافت میشوند . - Bulatovic, 2010 - هند دارای ذخایر غنی ایلمنیت ماسهای در سواحل جنوبی و شرقی است که محتوای اکسید تیتانیوم آن در مناطق مختلف آن بین 50 تا 60 درصد متفاوت است. کشور هند با وجود ذخیره 294 میلیون تنی سالیانه در حدود 0/29 میلیون تن کانسنگ تیتانیوم را تولید میکند
تقریباً تمامی ذخایر سنگی مهم و با ارزش اقتصادی شناخته شده تیتانیوم، به همراه سنگهای آنورتوزیت یا گابروها یافت میشوند. کانسارهای سنگی تیتانیوم را میتوان به سه نوع، ایلمنیت - مگنتیت، ایلمنیت - هماتیت و ایلمنیت - روتیل تقسیم کرد
