광물의 특성 및 광물 구조
티타늄 함유 광물은 주로 일메나이트, 루틸, 아나타제, 브루카이트, 페로브스카이트, 스페인, 티타노마그네타이트 등을 포함하며, 그중 일메나이트와 루틸은 티타늄 제련의 주요 광물이다.
일메나이트의 분자식은 FeTiO₃이며, 이론적으로 TiO₂가 52.66%, FeO가 47.34% 함유되어 있습니다. 회색에서 검은색을 띠는 광석으로, 모스 경도는 5~6, 밀도는 4.72g/cm³이며, 자성은 중간 정도이고, 전도성은 우수하며, 일반적인 형태를 보입니다. 마그네슘과 망간이 혼합되어 있거나 미세한 비늘 모양의 적철석 내포물을 포함하는 경우도 있습니다.
루틸의 분자식은 TiO₂이며, 티타늄(Ti) 60%와 산소(O) 40%로 구성되어 있습니다. 루틸은 갈색을 띤 붉은색 광물로, 철, 니오븀, 크롬, 탄탈륨, 주석 등의 원소가 혼합되어 있는 경우가 많으며, 모스 경도는 6, 밀도는 4.2~4.3g/cm³입니다. 자성을 띠고 전도성이 우수하며, 철 함량이 높을 경우 짙은 갈색을 띕니다. 루틸은 주로 사금 광상에서 산출됩니다.
적용 분야 및 기술 지표
루틸과 일메나이트는 금속 티타늄 제련, 이산화티타늄 제조, 용접봉 및 용접 플럭스의 주요 원료입니다.
표 1. 루틸과 일메나이트의 주요 용도
표 2. 티타늄 정광 품질 기준
표 3. 천연 루틸의 품질 기준
처리 기술
일반적으로 일메나이트와 루틸 광석은 자철석, 적철석, 석영, 장석, 각섬석, 감람석, 석류석, 크롬철석, 인회석, 운모, 휘석 등 다양한 다른 광물과 함께 산출되며, 이러한 광물들은 일반적으로 중력 분리, 자력 분리, 전기 분리 및 부유선별법으로 선별됩니다.
중력 선별
이 방법은 일반적으로 티타늄 함유 사광석이나 분쇄된 티타늄 함유 1차 광석의 조분리(prough-separation)에 사용됩니다. 티타늄 함유 광물의 밀도는 일반적으로 4g/cm³ 이상입니다. 따라서 밀도가 3g/cm³ 미만인 대부분의 맥석은 중력 분리를 통해 제거할 수 있습니다. 광물 제거를 위한 중력 분리 장비에는 지그, 나선형 농축기, 셰이커, 슈트 등이 있습니다.
자기 분리
자력 분리법은 티타늄 함유 광물 선별에 널리 사용됩니다. 약자력 분리를 이용하여 자철광을 분리한 후, 강자력 분리를 이용하여 중자성 일메나이트를 분리할 수 있습니다. 예를 들어, 정광에 산화철이나 규산철이 많이 함유되어 있는 경우, 비중이 낮은 불순물을 제거하기 위해 중력 분리법을 사용해야 합니다. 산업 현장에서는 건식 및 습식 자력 분리법이 모두 사용됩니다. 자력 분리 장비는 주로 원통형 자력 분리기, 판형 자력 분리기, 수직 링 고경사 자력 분리기 등으로 구성됩니다.
드럼형 자석 분리기
고강도 자석판 자석 분리기
정전기적 정제
이 기술은 주로 티타늄 함유 조립 정광 내 여러 광물 간의 전도도 차이를 이용하여 루틸, 지르콘, 모나자이트 등을 선별하는 데 사용됩니다. 사용되는 전기 분리기는 롤러형, 판형, 체판형 등이 있습니다.
주식 상장
이 기술은 주로 미세한 티타늄 함유 광석을 분리하는 데 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 부유선별 시약으로는 황산, 톨유, 올레산, 경유 및 유화제가 있습니다. 선광 방법에는 티타늄의 정부유선별과 맥석 광물의 역부유선별이 있습니다.
공동 수혜
다양한 광물이 함께 함유된 사금의 경우, 광물 간의 비자기 감수율, 밀도, 전도도, 부유성 등의 차이를 이용하여 "자력, 중량, 전기, 부유"의 복합 공정을 통해 광물을 분리할 수 있습니다. 예를 들어, 해안 충적 모래에는 자철석, 일메나이트, 루틸, 지르콘 모래, 모나자이트, 해사 등의 광물이 포함되어 있습니다. 먼저 약한 자기장을 이용하여 자철석을 분리하고, 그 다음 중간 자기장의 수직 고리를 이용하여 일메나이트를 분리합니다. 수직 고리형 선별기의 강한 자기장 영역에서는 다른 철 함유 광물을 제거하고, 마지막으로 비중이 작은 광물들을 중력 분리법으로 분리합니다. 해사의 경우, 무거운 광물은 루틸과 지르콘 모래입니다. 전도도가 더 좋은 루틸은 전기 분리를 통해 선별할 수 있어 이러한 종류의 광물을 효과적으로 분리할 수 있습니다.
수직 링 고경사 자기 분리기
수혜 사례
인도네시아의 충적층에는 자철석, 티타노자철석, 일메나이트, 루틸, 지르콘 모래, 해사 및 소량의 철 함유 광물이 존재합니다.，그중에서도 일메나이트, 루틸, 지르콘 모래가 주요 목표 광물이며, 티타노마그네타이트, 산화철, 규산철, 해사 등이 불순물이다. 광물은 자력 분리, 중력 분리 등의 물리적 방법을 통해 분리 및 선별된다. 모든 농축 제품은 일메나이트, 루틸, 지르콘을 주요 목표 광물로 하고, 일메나이트, 산화철, 규산철, 해사를 불순물로 하여 자력 분리, 중력 분리 등의 물리적 방법을 통해 광물을 분리하고 품질이 우수한 농축 제품을 선별하여 생산한다.
충적 모래의 입자 크기는 균일하며, 일반적인 입자 크기는 0.03~0.85mm입니다. 일메나이트, 루틸, 지르콘 모래와 같은 품질이 우수한 정광 제품은 약자성 분리 + 중자성 분리 + 고자성 분리 + 중력 분리의 복합 선광 공정을 통해 분리됩니다.
- 수혜율 지수는 표 4에 나와 있습니다.
그림 1. 충적 사암 광석의 복합 선광 시험 공정
표 4. 공동 이익성 테스트 지표
광물 간 비자기 감수율 및 밀도 차이를 이용하여 약자석 + 강자석 + 중력 분리 복합 공정을 통해 수율 25.37%, TiO2 함량 46.39%, 회수율 60.83%의 일메나이트 정광, 수율 8.52%, TiO2 함량 66.15%, 회수율 29.15%의 루틸 정광, 그리고 수율 40.15%, ZrO2 함량 58.06%, 회수율 89.41%의 지르콘 사금 정광을 선별하였다. 철 정광에는 티타노마그네타이트가 많이 함유되어 있어 적합한 철 정광 제품을 선별할 수 없었다.
게시 시간: 2021년 3월 20일