钛是在地壳中含量排名第十的元素, 在地球上的储量丰富。由于钛作为一种金属具有很强的耐腐蚀性, 而且相对于钢铁有更高的屈服强度, 同体积的钛只有钢铁重量的一半, 因此钛在航天、航空等技术领域应用广泛, 在宇宙火箭和造船业方面也被用来作为钢铁的替代品。
钛砂矿作为钛资源的次生矿虽然相对于原生矿不仅在储量上相形见绌, 而且品位较低、资源分散, 但是具有脉石含量少、结构松散、可选性好以及精矿品位高的优点。随着近年来一些大型钛砂矿的发现, 对钛砂矿越来越重视。
1 钛铁矿砂矿的分布情况
全球生产钛铁矿砂矿的国家主要有8个:中国、澳大利亚、南非、美国、印度半岛、斯里兰卡、乌克兰、巴西。
1.1 澳大利亚
澳大利亚的钛铁矿储量约1.6亿t, 占全球的23%, 砂矿分布于西海岸的佩斯—班伯里到布里斯班—纽卡斯尔东海岸的滨海沙丘地带。钛砂矿主要分布在西海岸, 并且有一些大型的钛铁矿砂矿。矿床类型为海洋沉积型砂矿, 矿床的结构松散, 但是钛铁矿中Ti O2品位较高, 而且储量很大。
1.2 南非
南非钛矿年产量在2007年之后超过100万t, 2009年钛铁矿储量为7 130万t, 占世界的9.69%。南非钛铁矿资源储量约6 300万t, 占世界9%。理查兹湾的钛铁矿砂矿主要位于印度洋海岸线上德班以北200km处, 砂矿床含Ti O2约50%, 矿床类型属于海滨砂矿。
1.3 美国
美国钛铁矿的储量约5 900万t, 60%以上产于弗罗里达州和新泽西州, 主要开采海滨砂矿型钛铁矿。弗罗里达州的钛铁矿砂矿主要产于特雷尔里奇地区, 钛铁矿占原矿中重矿物的49~57%, 金红石占1%~4%, 储量约900万t (以Ti O2计) 。新泽西州的钛铁矿砂矿则产于曼切斯特附近的艾萨克海滨砂矿, 钛铁矿占该矿床重矿物81.6%, 金红石占1.4%, 储量约1亿t。
1.4 印度
印度的钛铁矿储量约8 500万t, 占全球比例的13%。印度的钛砂矿主要产于南部的喀拉拉邦地区, 该地区主要是由海滩砂提取钛铁矿, 属于海滨沉积型。印度喀拉拉邦矿产和金属有限公司 (KMML) 主要在该地区生产如钛铁矿, 金红石, 锆石, 硅线石, 合成金红石等产品。
1.5 斯里兰卡
斯里兰卡的钛铁矿砂矿主要站分布在东北部与西南部的近岸海滩地区, 属于海滨砂矿类型。其中矿床规模较大的普尔莫代位于亭可马里北部70km处, 探明的资源储量约400万t, 钛铁矿在砂矿中占70%~72%。除了普尔莫代砂矿床, 该地区据推测还有4个潜在的矿床, 可能含钛铁矿的资源储量在240万t~410万t之间。
1.6 乌克兰
乌克兰2003年钛铁矿储量约590万t, 基础储量1 300万t, 钛资源主要分布在第聂伯河流域锰矿带。其中, 沃尔昌斯克位于第聂伯罗彼得罗夫斯克州, 专家估计该地区约储存有500万t的矿产资源, 主要包括钛铁矿、金红石、锆石及其他的有机矿物。
1.7 巴西
巴西钛铁矿储量1 200万t, 基础储量1 200万t (2000年) , 主要分布于巴西东南海岸。巴西的钛铁矿砂矿是由原生矿分化后经破碎、迁移后沉积形成的, 属于沉积型砂矿。
1.8 中国
中国的钛铁砂矿资源主要分布在海南、云南、广东、广西等地, 有85处, 储量约500万t。砂矿床的类型主要为海洋沉积型砂矿, 河流冲积或湖泊沉积型砂矿和残积型砂矿。
2 金红石砂矿
全球金红石砂国家主要有4个:中国、澳大利亚、塞拉利昂、南非, 斯里兰卡、印度、巴西和美国也有少量产出。
2.1 澳大利亚
澳大利亚开采的金红石在20世纪90年代占全球的85%, 在澳大利亚的东西海岸均有分布, 东海岸带的金红石储量超过600万t, 重砂矿物主要来源于花岗岩, 部分来自于玄武岩。矿床的类型属于海滨砂矿床。澳大利亚的砂矿产于海岸地区, 有滨海型和离岸海滨型两种, 如新南威尔士—昆士兰沿岸金红石矿床、金岛东海岸金红石矿床。
2.2 塞拉利昂
塞拉利昂是金红石储量大国, 总储量约6亿t, Ti O2含量在1%~2%。塞拉利昂的金红石只要分布邦巴马矿群、Sembehun矿群、Rotifunk矿和坎比亚矿这四个矿区。金红石砂矿沿坎比亚地区的Mabolehe河与Little Scarces河交汇处分布, 属于残积型砂矿。
2.3 中国
中国金红石矿资源较少, 储量仅有200万t。金红石砂矿的矿床类型有海滨砂矿 (主要分布在中国东南沿海一带的广东、广西、福建和南海等地) 和残坡积风化壳型 (该类型金红石砂矿在我国广泛分布, 其中河南省该类型的金红石储量占同类型的85%) , 后者是中国目前金红石开发的主要类型。
3 全球钛砂矿类型及特点
钛铁矿砂矿和金红石砂矿是钛资源砂矿的主要两种类型, 主要的矿床类型: (1) 海滨沉积型钛铁矿、金红石砂矿床、 (2) 河流冲积沉积型钛铁矿、金红石砂矿和 (3) 残积型钛铁矿、金红石砂矿。
3.1 海滨沉积型矿床
海滨沉积型矿床是钛铁矿、金红石砂矿最主要的类型。该类型矿床物质来源于母岩矿碎屑, 碎屑矿物经过经过风化蚀变, 经过地表水的搬运作用搬运入海, 通过河流、海流等作用下在海洋靠近海岸的地区形成沉积型钛铁矿。常呈带状分布, 矿物储量也比较大。
3.2 河流冲积沉积型矿床
原生矿中的矿物经过风化, 在河流的搬运和自身重力共同作用下, 沿河流迁移, 最终沿河流沉积成矿。巴西的钛铁矿砂矿是典型的例子。
3.3 残积型矿床
该类型的矿床是原岩出露地表后经过长期的风化作用, 使含有钛铁矿、金红石的重砂矿物在原地富集成矿。典型的例子是塞拉利昂的残积型金红石砂矿。
结束语
(1) 钛砂矿具有钛铁矿多、金红石少, 储量比原生矿少, 而且品位较低、资源分散, 但是具有脉石含量少、结构松散、可选性好以及精矿品位高的优点。
(2) 全球生产钛铁矿砂矿的国家主要有8个:中国、澳大利亚、南非、美国、印度半岛、斯里兰卡、乌克兰、巴西。全球金红石砂国家主要有4个:中国、澳大利亚、塞拉利昂、南非, 斯里兰卡、印度、巴西和美国也有少量产出。
(3) 钛铁矿砂矿和金红石砂矿是钛资源砂矿的主要两种类型, 主要的矿床类型: (1) 海滨沉积型钛铁矿、金红石砂矿床、 (2) 河流冲积沉积型钛铁矿、金红石砂矿和 (3) 残积型钛铁矿、金红石砂矿。其中海滨沉积砂矿床为最主要的类型, 中国还具有残坡积风化壳型的矿床。
摘要：钛矿石主要有钛铁矿和金红石, 前者储量约占98%, 后者2%。钛矿床的工业类型主要有原生矿和次生矿, 全球范围内以钛资源为主的砂矿床主要为海洋沉积型砂矿, 河流冲积沉积型砂矿和残积型砂矿。本文章总结了全球钛砂矿的矿床类型和特点。
关键词：矿床类型,钛铁矿,金红石
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