تكوين ووجود والتطبيق الصناعي للتيتانوماغنيتيت

Titanomagnetite هو واحد من المعادن الأكثر قيمة. يتم إنتاجه في الغالب في الأجسام الصخرية الأساسية أو فوق القاعدية ويحتوي على مجموعة واسعة من المعادن، بما في ذلك التيتانيوم والحديد وأكاسيد الكروم ومعادن السيليكات المختلفة وكمية صغيرة من الكبريت ومركبات الزرنيخ ومعادن الفوسفات. يحتوي المغنتيت التيتانيوم على تركيبة معدنية متنوعة. يعد الإلمنيت والماجنتيت والتيتانيوم من أكثر المعادن القيمة شيوعًا الموجودة في الخام. علاوة على ذلك، قد يحتوي أيضًا على المغنتيت والهيماتيت والكبريتيد.

إن عملية تصنيع أكسيد الحديد الأسود من التيتانيوم عادة ما تكون عبارة عن إلمينيت مصبوب على شكل صفيحة وعمودي ونسيج يتكون من حجر إلمينيت مزروع في حبيبات أكسيد الحديد الأسود، وخصائصه تشبه أكسيد الحديد الأسود. يتمتع هذا المعدن بقيمة صناعية كبيرة ويتم إنتاجه في الغالب في رواسب الصهارة. وهو المادة الخام المعدنية الأساسية لتكرير التيتانيوم المعدني والحديد، ويستخدم في المقام الأول لإنتاج التيتانيوم الإسفنجي وثاني أكسيد التيتانيوم.

من حيث تركيبه الكيميائي، يشار إلى أكسيد الحديد الأسود على أنه إلمينيت عندما يكون محتوى TiO2 أكبر من أو يساوي 25٪، في حين يشار إلى أكسيد الحديد الأسود على أنه يحتوي على محتوى TiO2 أقل من 25٪. ويشار إليه باسم مغنيتيت الفاناديوم والتيتانيوم إذا كان يحتوي على تيتانيوم وفاناديوم إضافيين. يتشكل تيتانوماجنيتيت وماجنتيت الفاناديوم والتيتانيوم ترتيبًا قويًا عند درجة حرارة عالية، ويتفكك عندما تنخفض درجة الحرارة. في الجزء البصري، يمكن ملاحظة أن النمو الاتجاهي الصغير للإلمنيت في حبيبات الماجنتيت يتم تدويره بشكل متكرر على طول فواصل الماجنتيت الثماني السطوح، وهو ما يسمى الماجنيتيت-الحديد الإلمنيت.

يحتوي معدن المغنتيت التيتانيوم على هيكل تفكك قوي الترتيب. غالبية معادنها عبارة عن شوائب، مع احتواء الماجنتيت Fe3O4 والإلمنيت FeTiO3 أيضًا على كمية صغيرة من الهيماتيت Fe2O3. يوجد الفاناديوم بشكل أساسي في الماجنتيت في صورة V3+ ليحل محل جزء من Fe3+. تبلغ نسبة مادة أكسيد الفاناديوم V2O3 في المعدن بشكل عام 0.2-0.4%، وبعض المعادن تحتوي على مادة أعلى بنسبة 1.4-1.9%. تتراوح درجة الحديد من 15 إلى 55 بالمائة، ويتراوح محتوى TiO2 من 15 إلى 25 بالمائة.

يوجد أكسيد التيتانيوم في العديد من الأماكن حول العالم، معظمها في الصين وروسيا وجنوب إفريقيا والولايات المتحدة وكندا والنرويج وفنلندا والسويد والهند وأستراليا ونيوزيلندا. يحتوي رواسب أكسيد الحديد الأسود الفاناديوم والتيتانيوم في بانتشيهوا، سيتشوان، والتي تعد واحدة من مناطق إنتاج الإلمنيت الأكثر شهرة في العالم، على احتياطيات كبيرة من الإلمنيت في الصين. النوع الرئيسي من موارد خام الحديد في سيتشوان هو رواسب المغنتيت الفاناديوم والتيتانيوم، والتي تعد جزءًا من رواسب الصهارة المتأخرة. تمثل المخازن أكثر من 85% من مخازن معدن الحديد المطلق في المنطقة، وتحتل المركز الثالث في مخازن معدن الحديد في البلاد.

كما أن تكنولوجيا إثراء وصهر التيتانيوم من أكسيد الحديد الأسود تتطور باستمرار. عادة، يتم استخدام الفصل المغناطيسي لفصل تركيز الفاناديوم-التيتانيوم المغنتيت، مع مغنتيت التيتانيوم بمثابة كائن الاسترداد الأساسي. يتم بعد ذلك استخدام التعويم، والفصل بالجاذبية، والفصل المغناطيسي القوي، والفصل بالجاذبية، والتعويم، وغيرها من التقنيات لاستعادة الإلمنيت من المخلفات لإنتاج تركيز الإلمنيت. يستخدم التعويم عادة لاستعادة الكبريت في عملية اختيار الحديد. يتم استخدام تركيز الحديد والفاناديوم المستعاد في المقام الأول لاستخراج الحديد والفاناديوم؛ يتم استخدام مركز خام الحديد بشكل أساسي لإنتاج التيتانيوم الإسفنجي وثاني أكسيد التيتانيوم؛ يتم استخدام تركيز الكبريتيد في المقام الأول لاستعادة الكوبالت والنيكل وأكسيداتها؛ وتؤدي عملية استخلاص الحديد والفاناديوم أيضًا إلى استخلاص عناصر قيمة مثل السكانديوم والجاليوم.