1、非金屬礦加工 ,金紅石、鈦鐵礦（鈦白粉）,指導(dǎo)老師：陸銀平 小組成員：衛(wèi)召 常軍 牛維嘉,結(jié)構(gòu)式：TiO2 化學(xué)組成：含Ti為60%，O為40%，F(xiàn)e2+、Fe3+、Nb、Ta等類質(zhì)同象混入物，常含F(xiàn)eO雜質(zhì) 結(jié)構(gòu)與形態(tài)：四方晶系，O2-近似作六方最緊密堆積，Ti4+位于八面體空隙中，每個(gè)氧離子被三個(gè)鈦離子圍繞。,晶體形態(tài)：?jiǎn)尉w呈短柱狀、長(zhǎng)柱狀或針狀。常以（001）為雙晶面成膝狀雙晶或三連晶，集合體為粒狀或致密塊狀。 物理性質(zhì)：通常紅褐色，含鐵高者黑色；條痕淺褐色；金剛光澤；透明；硬度6-6.5；相對(duì)密度4.2-4.3。 除金紅石外自然界有時(shí)還發(fā)現(xiàn)TiO2的另外結(jié)晶形態(tài)銳鈦礦和板鈦礦。,結(jié)構(gòu)

2、式：FeTiO3 化學(xué)組成：含F(xiàn)eO為47.3%，TiO2為52.7%。常含類質(zhì)同象混入物Mg、Mn、Nb等 結(jié)構(gòu)與形態(tài)：三方晶系，單體呈厚板狀、鱗片狀，常與磁鐵礦、剛玉形成連生體，常呈不規(guī)則粒狀集合體。,物理性質(zhì)：鋼灰色到鐵黑色，條痕黑色，半金屬光澤，硬度5.5，密度4.72，具有弱導(dǎo)電性和弱磁性。 成因產(chǎn)狀：基性巖中，常和磁鐵礦、紫蘇輝石、斜長(zhǎng)石共生；偉晶巖中，常與長(zhǎng)石、云母、磁鐵礦共生,鈦及鈦合金：耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、小比重,高鈦渣：二氧化鈦高含量的富集物，是生產(chǎn)四氯化鈦、 鈦白粉和海綿鈦產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料,鈦白粉是主要成分為二氧化鈦的白色顏料，被認(rèn)為是目前世界上性能最好的一種白

3、色顏料，它有金紅石型（R型）和銳鈦型（A型）二種結(jié)構(gòu)。,2013年全球鈦白粉生產(chǎn)能力近600萬(wàn)噸，市場(chǎng)價(jià)值約200億美元，是僅次于合成氨和磷酸的世界第三大無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品。 我國(guó)鈦資源儲(chǔ)量居世界之首，鈦白粉總產(chǎn)能占世界的30%，是世界最大的鈦白粉生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),目前國(guó)內(nèi)多數(shù)硫酸法金紅石型和銳鈦型鈦白粉的主流報(bào)價(jià)在11800-13000元/噸和10000-11000元/噸。,特性 良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性(1 000煅燒后不熔于任何酸和堿) 折射指數(shù)高(2.552.70) 很高的白度 著色力強(qiáng)(雷諾茲數(shù)11501950) 遮蓋力強(qiáng)(4050gm2) 耐溫性、抗粉化等,用鈦白粉制造的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力

4、高，著色力強(qiáng)，用量?。?對(duì)介質(zhì)的穩(wěn)定性可起到保護(hù)作用，并能增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過(guò)，延長(zhǎng)漆膜壽命。,60%,涂料行業(yè),提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性； 使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強(qiáng)制品的機(jī)械強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。,20%,塑料行業(yè),使紙張具有較好的白度，光澤好，強(qiáng)度高，薄而光滑，質(zhì)量輕； 層壓紙使用經(jīng)過(guò)表面處理的金紅石型鈦白粉，可滿足耐光、耐熱要求； 含有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤(rùn)濕性好，易于分散,14%,造紙行業(yè),鈦白粉無(wú)毒，可以代替鉛白和鋅白，起美容美白的功效； 使香料更滑膩，有附著力、吸收力和遮蓋力； 在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透

5、明的感覺(jué)； 各種防曬霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用鈦白粉。,6%,化妝品、化纖、 電子、陶瓷、 搪瓷、焊條、 合金、玻璃等,世界上金紅石主要集中在澳大利亞、南非等國(guó)； 鈦鐵礦資源主要集中在中國(guó)、印度、加拿大和肯 尼亞、俄羅斯等國(guó)。,我國(guó)鈦資源非常豐富，但主要是鈦鐵礦型資源，金紅石資源含鈦量?jī)H占鈦資源總量的2，而98的鈦資源是鈦鐵礦，因此國(guó)內(nèi)天然金紅石資源是非常寶貴的。,A 重力選礦 此法一般用于含鈦砂礦或經(jīng)破碎后的含鈦原生礦的粗選。由于含鈦礦物的密度一般大于4gcm3，因而在砂礦粗選時(shí)，大部分密度小于3gcm3的脈石礦構(gòu)去除。,B 磁選 磁選方法廣泛用于含鈦礦物的精選中，可采用弱磁場(chǎng)磁選機(jī)從

6、粗精礦中分選出磁鐵礦、鈦鐵礦等磁性礦物。采用強(qiáng)磁選，可使鈦鐵礦與其他非磁性礦物分離。,C 靜電選礦 靜電選礦主要是利用含鈦粗精礦中不同礦物間導(dǎo)電性的差異進(jìn)行精選，如金紅石與梏英石、獨(dú)居石等的分離。所用電選機(jī)有輥式、板式、篩板式三種。,D 浮選 主要用于選別細(xì)粒級(jí)含鈦礦物：常用的浮選藥劑有：硫酸、塔爾油、油酸、柴油及乳化 劑等。,鈦白粉的工業(yè)生產(chǎn)方法有硫酸法和氯化法兩種，硫酸法是1923年由法國(guó)投入工業(yè)生產(chǎn)的，氯化法是1955年美國(guó)杜邦公司開(kāi)發(fā)并投入生產(chǎn)的,除中國(guó)以外，世界上56為氯化法產(chǎn)品，而這種產(chǎn)品的70以上又產(chǎn)自美國(guó)杜邦、特諾公司和美禮聯(lián)公司，其他國(guó)家的鈦白粉工廠仍以硫酸法為主。,硫酸法,

7、硫酸法以鈦鐵礦為原料用硫酸分解除鐵，后經(jīng)水解、煅燒而制得。,優(yōu)點(diǎn)：主要原料來(lái)源簡(jiǎn)單 硫酸和鈦礦(鈦精礦、高鈦渣)；可以生產(chǎn)氯化法鈦白技術(shù)不能生產(chǎn)的銳鈦型鈦白粉；生產(chǎn)工藝成熟簡(jiǎn)單，設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，防腐材料易解決；無(wú)須復(fù)雜的控制系統(tǒng)，建廠投資和生產(chǎn)成本較低。,缺點(diǎn)：原料二氧化鈦含量不高，致使工序多、流程長(zhǎng)、間歇性操作；硫酸、蒸汽和水的耗量大，廢副產(chǎn)物多(每生產(chǎn)1t鈦白要產(chǎn)出34t硫酸亞鐵和810t稀硫酸)，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重且處理、利用較為復(fù)雜耗費(fèi)較大，產(chǎn)品質(zhì)量也較低。,氯化法,氯化法是以金紅石或高鈦渣為原料，經(jīng)氯化生產(chǎn)四氯化鈦，然后高溫下氧化而制得的高溫冶金過(guò)程,優(yōu)點(diǎn)：流程短、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)、廢水產(chǎn)生量相對(duì)硫酸法較少、固體廢物產(chǎn)生量相對(duì)硫酸法較??；氯氣可以大部分循環(huán)利用、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異；連續(xù)化、自動(dòng)化程度及勞動(dòng)生產(chǎn)率高，能耗少。,缺點(diǎn)：原料成本高，建廠投資大；控制要求精密、設(shè)備要求嚴(yán)格；目前技術(shù)固體廢物處理難度大；只能生產(chǎn)金紅石型產(chǎn)品，相對(duì)單一；國(guó)外大公司的壟斷，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備非常困難。,高檔顏料的鈦白粉必須經(jīng)過(guò)表面處理，以抑制其光催化活性，并提高其在介質(zhì)中的分散性，防止在漆膜、涂料應(yīng)用中出現(xiàn)變色、粉化現(xiàn)象。 以硅、鋁等氧化物進(jìn)行無(wú)機(jī)改性可提高TiO2的耐候性，而以鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、有機(jī)胺及其鹽