روشهای فراوری و کاربرد ایلمنیت و دی اکسید تیتانیوم
فصل اول
کانی شناسی تیتانیم
فصل دوم
زمین شناسی کانسار های
تیتانیم دار
فصل سوم
ذخایر احتمالی ایران
فصل چهارم
تیتانیوم و ترکیبات آن
فصل پنجم
دی اکسید تیتانیوم
فصل ششم
پر عیار سازی ایلمنیت
فصل هفتم
روشهای متداول کانه آرایی
چکیده
مهمترین کانیهای تجاری تیتانیم
ایلمنیت و روتیل هستند. لوکوکسن، آناتاز، اسفن، پرووسکیت و بروکیت دیگر
کانیهای مهم تیتانیم هستند. کانی ایلمنیت معمولاً در ماگمای تأخیری به وجود
می آید و بنابراین بیشتر در سنگهای آذرین با ترکیب بازی یافت می شود. نوعی
از روتیل که محصول دگرسانی ایلمنیت است معمولاً در ماسه ها و گاهی اوقات
در سنگهای دگرسان شده حاوی ایلمنیت دیده می شود. طبقه بندیهای متفاوتی در
مورد کانسارهای تیتانیم ارائه شده است. طبقه بندی این کانسارها به
کانسارهای ماسهای و سنگی و یا به ترتیب ثانویه و اولیه معمولترین طبقه
بندی است.
بعد از پی جوئیهای مستمر، تنها کانسار
ایلمنیت کهنوج امید بخش تشخیص داده شده است. در نتیجه، اکتشاف مقدماتی و
نیمه تفصیلی تا فصیلی را نیز به دنبال داشته است. کانسار کهنوج که در جنوب
استان کرمان قرار گرفته است، از نوع کانسارهای پلاسری است که سنگ مادر آن
تشکیلات گابرویی بند زیارت در 30 کیلومتری شرق آن است. اکتشافات تفصیلی و
تعیین ذخیره فقط در محدوده بستر دره درگز صورت گرفته است. ذخیره منطقه
تعیین ذخیره شده بقدری است که می تواند نیاز کشور را در طی بیست سال به
کانیهای تیتانیم رفع کند. کانسار کهنوج توانایی تأمین اکسید و انادیم را
نیز داراست.
روشهای تهیه دی اکسید تیتانیم،
فرایندهای سولفات و کلرید است که مسائل زیست محیطی باعث رشد استفاده از
فرآیند کلرید شده است ابتدا خوراک فرایند کلرید، دی اکسید تیتانیم به صورت
کانی روتیل و آناتاز بوده است که به علت تقاضای روز افزون قیمت آن افزایش
زیادی داشته است و از طرفی عرضه این کانیها تکافوی تقاضاهای جهانی را
ندارد، بنابراین امروزه فرایندهای غنی سازی ایلمنیت از دی اکسید تیتانیم
جهانگیر شده اند. تهیه سرباره غنی از دی اکسید تیتانیم اولین بار در کانادا
متداول شده است.
مقدمه
به دلیل کاربرد زیاد رنگدانه دی اکسید
تیتانیم در صنایع رنگ کشور، سالانه مقادیری ارز صرف واردات این ماده می
شود. همچنین رشد صنایع هوایی – نظامی ایران به زودی باعث استفاده از فلز
تیتانیم خواهد شد. بنابراین با توجه به سیاستهای خودکفایی و عدم وابستگی،
فعالیتهای مستمر در مورد اکتشاف کانسارهای تیتانیم دار آغاز گشته و منطقه
کهنوج از نقاط امید بخش جهت رفع نیازهای مملکت به این ماده معدنی شناخته
شده است.
این گزارش نتیجه مطالعات مرحله اول
است. در این گزارش به دلیل رابطه تنگاتنگ ایلمنیت با دیگر کانیهای
تیتانیم، تمام کانیها بررسی و روشهای فرآوری و کاربرد و آمار آنها نیز
ارائه شده است. بیشترین کاربرد فلز تیتانیم در صنایع نظامی – هوایی است و
قیمت این فلز منتج از تقاضای این بخش است. به علت ویژگیهای خاص فلز تیتانیم
مانند مقاومت در مقابل خوردگی، بالا بودن نسبت مقاومت به وزن این فلز در
صنایع شیمیایی و ساخت آلیاژها کاربرد فراوانی دارد .
بیشترین کاربرد عنصر تیتانیم به صورت
ترکیب اکسید آن، دی اکسید تیتانیم است. رنگدانه های دی اکسید تیتانیم، از
نوع روتیل و آناتاز، مهمترین رنگدانه هایی هستند که صنایع شیمی معدنی به
دیگر صنایع عرضه کرده اند. مقاومت در مقابل اشعه یا پرتوهای ماوراء بنفش،
قدرت پوشش بسیار خوب و ویژگیهای دیگر سبب کاربرد این رنگدانه در صنایع رنگ،
کاغذ سازی و پلاستیک شده است.
طرح فعلی کانسار کهنوج:
با توجه به حساسیت پروسه تولید پیگمنت و
فلز تیتانیوم و انحصاری بودن تکنولوژی و وجود روشهای دو گانه در تولید
محصول نهایی، ضروری است مطالعات فنی و انحصاری بر روی این کانسار صورت
پذیرد. در حال حاضر طی قراردادی انجام این مطالعات توسط کنسرسیوم آلمانی و
ایرانی در دست اجرا می باشد. با تکمیل این مطالعات امکان برگزاری مناقصه
جهت احداث کارخانه اصلی با ظرفیت تولید 50000 تن پیگمنت و 3000 تن فلز در
سال قابل انجام خواهد بود.
که علاوه بر آن ظرفیت بهینه اقتصادی و
فلوشیت نهایی نیز مشخص خواهد گردید. در طی این مطالعات روش تولید در سه
مقیاس آزمایشگاهی، نیمه صنعتی و صنعتی و با هر دو روش متداول سولفات و
کلراید انجام خواهد شد.
فهرست مطالب
فصل اول-کانی شناسی تیتانیم
1-1-ایلمنیت 1
1-2-لوکوکسن ، ایلمنیت دگرسان شده 6
1-3-روتیل 7
1-4-آناتاز 11
1-5- بروکسیت 13
1-6- اسفن 14
1-7- برو وسکیت 13
فصل دوم-زمین شناسی کانسار های تیتانیم دار
2-1-کلیات 17
2-2-ذخایر ماگمایی 19
2-3-کانسار های پلاسری تیتانیم 20
2-4- کانسار های ناشی از هوا زدگی 24
2-5-کانسار های رسوبی ـ آتشفشانی 24
2-6- کانسارهای با منشاء دگرگونی 28
فصل سوم- ذخایر احتمالی ایران
3-1-کلیات 29
3-2-کانی سازی در ناحیه ساغند ـ زریگان 29
3-3- کانی سازی تیتانومنیتیت در جنوب سیخورلن 30
3-4-نهشته های ناحیه گیلان 31
3-5-نهشته های ناحیه مازندران 33
3-6-کانسار ایلمنیت کهنوج 34
فصل چهارم-تیتانیوم و ترکیبات آن
4-1-تیتانیم 35
4-2-آلیاژ های تیتانیوم 36
4-3-کاربرد فلز تیتانیم و آلیاژ های تیتانیوم 37
4-4- ترکیبات تیتانیوم و کاربرد آنها 38
4-4-1- ترکیبات هیدروژن دار تیتانیوم 38
4-4-2- ترکیبات بر دار تیتانیوم 39
4-4-3- ترکیبات کربن دار تیتانیوم 39
4-4-4-ترکیبات نیتروژن دار تیتانیوم 39
4-4-5- تیتاناتها 40
4-4-6- ترکیبات هالوژنه تیتانیوم دار 41
4-4-7- ترکیبات دیگر تیتانیوم 42
4-5- تهیه فلز تیتانیوم 42
4-5-1- فرایند یدید 43
4-5-2- فرایند تولید تیاتنیوم الکترولیتی 43
4-5-3- روش کرول 44
4-5-4- فرایند هانتر 44
4-6- بازار جهانی فلز تیتانیوم 45
فصل پنجم- دی اکسید تیتانیوم
5-1-کلیات 50
5-2-دی اکسید تیتانیوم به عنوان رنگدانه 50
5-3-دیگر کاربردهای دی اکسید تیتانیوم 55
5-4-تولید دی اکسید تیتانیوم 58
5-5-فرایند های مختلف تهیه دی اکسید تیانیوم 59
5-5-1- فرایند سولفات 62
5-5-2- فرایند کلرید 65
5-5-3- فرایند فلوئورید 68
5-6- واردات کشور 72
فصل ششم ـ پر عیار سازی ایلمنیت
6-1-کلیات 74
6-2- ذوب در کوره های الکتریکی 74
6-2-1- بازار سرباره غنی از دی اکسید تیتانیوم
6-3- اسید شویی ایمنیت 76
6-3-1- اسید شویی با اسید سولفوریک 76
6-3-2- اسید شویی با اسید هیدرو کلریک 78
6-4- احیاء مستقیم کانسنگ و جدا سازی آهن 78
فصل هفتم ـ روشهای متداول کانه آرایی
7-1- کانسار های اولیه 84
7-2-کانسارهای ثانویه 89
7-2-1- واحد های مرحله اول آرایش 91
7-2-2- مراحل ثانویه 101
7-2-3- واحدهای آرایش بعضی از کانسارهای ماسه ای در دنیا 105
7-3-سابقه بررسی های کانه آرایی کانسنگ کهنوج 112
منابع و ماخذ 116
