金红石资源分布及技术开发现状的报告

一、前言 金红石是提炼金属钛的重要矿物原料，也是生产金红石型钛白粉的最佳原料以及高档电焊条必须的原料之一。我国的钛资源非常丰富，位居世界__，约占世界钛储量的48﹪，现探明的储量达9亿吨，但可经济利用的钛铁矿约1亿吨，金红石矿为数千万吨。金红石资源含钛量占钛资源总量的2.01%，其中金红石岩矿占1.52%，金红石砂矿占0.49%。因此国内天然金红石资源是非常宝贵的，近年来金红石矿的地质勘查工作正在向纵深发展，并取得了令人振奋的可喜成绩。 综观世界经济，钛材在航空、建筑、汽车、生活休闲、医疗、化工、海洋开发等领域的强势需求，使国际钛材市场日趋火旺，国内钛材的需求量也在增长，增长幅度达到了两位数。但我国天然金红石资源绝大部分为低品位的原生矿石，其储量占全国金红石资源总量的86%，而金红石砂矿仅为14%。由于金红石资源品位低、粒度细小、矿石成分复杂，因而选矿工艺流程长，多采用重选、磁选、浮选的联合工艺流程。某些矿区为了除去微量的S、P、Fe等杂质还需要焙烧或酸洗，所以加工成本高。因此解决我国天然金红石的开发利用问题的关键是进一步加强地质探矿工作的科学研究(找大矿、找好矿)和选矿技术上的突破。

二、金红石资源分布概况 金红石资源分布与其成矿地质背景、控矿因素、成矿地质条件有着密切的关系。从鄂、豫、苏、晋、鲁诸省已发现的金红石矿床、矿化点相关资料的研究中，可找出金红石矿床的成矿机理。 (一)金红石矿床的区域成矿地质背景、控矿因素、成矿地质条件 1、区域成矿地质背景 中国金红石成矿的大地构造单元主要为秦岭造山系东段，次为中朝准地台、扬子准地台及华南造山带。与成矿有关的地层主要为前寒武系及泥盆系的区域变质岩。与成矿有关的主要构造为深大断裂。与成矿有关岩浆岩主要为基性岩、次为超基性岩和蚀变岩等。金红石矿主要分布在太行—恒山成矿带、东秦岭成矿带、辽东—鲁东成矿带、宁南—会东成矿带、东南沿海成矿带。 2、控矿因素 ⑴地层 沉积变质型金红石矿床主要产于秦岭褶皱带，其矿床产出层位有元古宇和古生界。榴辉岩型金红石矿床主要产于秦岭褶皱带东部的超高压、高压变质带以及郯庐断裂的东延部分，富矿层位为中古元古界。热液蚀变型金红石矿床主要产于秦岭褶皱带东段，富矿层位为古生界，寒武纪—奥陶系。变质蚀变岩型金红石矿床产于华北准地台山西台背斜恒山褶皱带变质蚀变岩带内，富矿层位为太古界恒山群古老变质岩系。各时代的地层均遭受不同程度区域变质作用，金红石矿床则赋存在各种不同的变质岩系中。 ⑵构造 ①大地构造环境控矿 中国金红石矿床主要分布在秦岭构造带东段，次为中朝准地台，扬子准地台及华南造山带。 ②褶皱 根据典型矿床地质特征分析主要金红石矿床均赋存在构造的有利部位，褶皱构造的轴部及两翼的有利构造部位是成矿的有利部位。 3、成矿地质条件 ⑴区域变质作用 区域变质作用是金红石成矿的必要条件，我国典型金红石矿床，主要赋存在区域变质作用为主的中深部变质岩中，以中高压和中低压变质条件为特征。 ⑵岩浆作用 岩浆作用与金红石形成的关系，主要表现在两个方面，其一是岩浆分异作用使钛铁富集形成高钛岩浆;其二是岩浆结晶作用形成金红石矿床。 ⑶热液作用 热液作用与成矿的关系主要表现在高钛物质在变质作用过程中重熔形成高钛热液，高钛热液在构造区域动力作用下运移至适当部位结晶形成热液型金红石矿床;另一种则表现在使富含钛铁矿的岩石发生热液蚀变，形成蚀变岩型金红石矿床，变质作用使金红石颗粒变粗，并进一步富集成具有较好工业价值的矿床。 ⑷风化作用 风化作用使原生金红石矿床矿石结构松散，部分脉石矿物变化，使矿床选采能力提高，并提高其经济价值，而成为新型的风化矿床。 ⑸沉积作用 原生金红石矿体经风化、剥蚀，成矿物质经地表径流搬运、沉积，使金红石进一步富集而形成现代沉积型金红石矿床。 (二)金红石资源分布 基于金红石矿床的成矿背景、控矿因素、成矿地质条件，金红石主要产于变质岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外，在火成岩中作为副矿物出现，亦常呈粒状见于片麻岩中。也以碎屑或砂矿形式分布于沉积岩或沉积物中。 我国金红石岩矿主要分布在湖北省枣阳的大阜山;山西省代县的碾子沟;河南省新县的杨冲等省。其中湖北省金红石储量534.43万吨占全国750.86万吨的71.20%，山西省154.79万吨占20.60%，陕西省44.40万吨占5.90%。金红石砂矿主要分布在河南省西峡县的八庙子沟;山东省莱西县的刘家庄和诸城市的上崔家沟;湖北省枣阳的大阜山;湖南省湘阴的望湘、岳阳的新墙河、华阳的三朗堰;安徽省潜山的黄埔古井;海南省万宁县的保定。其中河南省金红石砂矿218.45万吨占全国256.86万吨的85%，山东省17.68万吨占6.9%，湖北省9.24万吨占3.60%，湖南省6.99万吨占2.70%，安徽省占1.15%，海南省占0.58%。 国外金红石主要产地在美国加利福尼亚州、南达科他州、阿肯色州、佐治亚州格雷夫斯山脉;安大略省萨德伯里;挪威;瑞典;德国;澳大利亚昆士兰、新南威尔士;发光金红石在瑞士和巴西都有发现。

三、金红石矿石特征及选矿工艺 (一)矿石特征 1、原生金红石岩矿 矿石以含金红石、石榴子石的角闪岩为主，次为含金红石和石墨石英云母片岩、含金红石的磷块岩等;矿石含金红石2.29～2.42%，高者达4.89～6.43%，或伴有磷灰石、钛铁矿、锆石等可综合利用。 2、金红石砂矿 残破积型、滨海型、冲积型金红石砂矿的矿物组分与钛铁矿砂矿相似。矿石质量主要取决于金红石的含量及粒度。金红石含量各矿区不一，一般为1.10～3.87%kg/m3，高者达4.70～8.37%kg/m3。常伴有钛铁矿、锆石、磷灰石。

(二)选矿工艺 1、原生金红石岩矿 原生金红石矿是我国金红石矿的主要类型，目前国内的开发依然处于起步阶段。其主要原因是我国金红石矿品位低，粒度细，矿物组成及嵌布关系复杂，金红石矿物与一些主要伴生的有用矿物的可选性差别小，选矿工艺复杂，建厂投资大，经济效益低下。代县金红石精矿产品质量优良，但金红石的回收率不足50%。近年来，我国多家研究单位相继对原生金红石矿做了大量的研究工作，探索合理的选矿工艺。 ⑴山西代县碾子沟金红石矿 ①矿石性质 碾子沟金红石矿床为蚀变岩原生矿，矿石中主要金属矿物为金红石、钛铁矿和磁铁矿。脉石矿物主要为透闪石、滑石、普通角闪石，其次有阳起石、绿泥石、黑云母、石英等，还有少量的兰晶石和磷灰石等。矿石的结构构造比较简单，金红石呈半自形粒状结构和交代残余结构及少量自形柱状结构。其中，半自形粒状结构金红石分布最广，金红石边缘略被脉石矿物交代，金红石粒度较粗，一般在0.5～1.0mm。交代残余结构中的金红石大部分被脉石矿物交代。自形柱状结构则为少量细粒(0.05～0.1mm)金红石被包裹于滑石、透闪石中，其晶形完整且呈柱状。与国内同类型矿床相比，该矿矿石品位较低，但其金红石自然颗粒粒度较粗，可选性良好，金红石纯度高，杂质少。 ②选矿工艺 代县目前已建的选厂的选矿工艺：重—磁—酸洗联合流程。获得的精矿品位可达90%以上，但选矿回收率低，不足50%。湖北省地质实验研究所、长沙矿冶研究院及化学工业部化学矿产地质研究院曾对代县碾子沟金红石矿做过可选性试验，试验结果表明，代县金红石矿的金红石粒度较粗，采用开路磨矿，既能保证金红石不易产生过分粉碎，又能达到使金红石单体解离较完全的目的。该矿石适宜采用重选。

⑵四川会东新山金红石矿 ①矿石性质 金红石矿的主要钛矿物为金红石、锐钛矿、钛铁矿等。脉石矿物主要为绢云母、绿泥石、石英、黑云母等。其金红石品位较高，达到3～4.5%，但矿物组分复杂，浸染粒度极细微，金红石在矿石中分布极不均匀，被绢云母、绿泥石包裹，与褐铁矿化、碳酸盐化、硅化的矿石中氧化铁、碳酸盐呈包裹连生关系，属于较难选的矿石。陕西安康镇平金红石矿与此矿类似。 ②选矿工艺 昆明理工大学采用不同的工艺流程对此矿石进行了选矿试验研究，针对金红石粒度细的特性，采用了多段磨矿，并用助磨剂抑制或减少颗粒的团聚，从而改善磨矿效果和降低能耗，采用高梯度磁选机、离波摇床、超高压悬浮电选机等处理微细粒矿石，获得了理想的分离效果。原矿品位4.20%，采用重—磁—浮—电的流程，精矿品位83.73%，回收率达40.19%。 ⑶湖北枣阳金红石矿 ①矿石性质 枣阳金红石矿属富含金红石的变质基性岩原生矿，有用矿物主要为金红石，伴生有少量钛铁矿、磁铁矿、榍石、白铁矿、黄铁矿、磷灰石等。脉石矿物主要为柘榴子石、角闪石，其次为黝帘石、绿泥石、云母、长石、石英等。金红石嵌布粒度细，分布不均匀，一般粒度0.03～0.10mm，最大可达0.788～0.95mm，最小0.015mm。有用矿物与脉石矿物密度差小，其顺序由大到小为钛铁矿、金红石、柘榴子石、角闪石、黝帘石。部分金红石内有钛铁矿包裹体，钛在脉石矿物中高度分散，钛含量占钛总量的15～20%。矿石中含有绿泥石和云母等易引起二次泥化的矿物。 ②选矿工艺 从1966年开始，就有研究院对此矿石进行选矿试验研究，结果表明，浮—磁选流程更适合处理该类矿石。 湖北省地质实验室研究所，采用苄基胂酸为捕收剂，分别以氟硅酸钠+硫酸和硝酸铅+氟硅酸钠为调整剂，对该矿石进行了全浮选试验，结果表明，采用这两种试剂系列，均获得较好的浮选结果。

⑷陕西商南金红石矿 ①矿石性质 矿石中主要金属矿物有金红石、钛赤铁矿、钛铁矿、榍石、方铅矿、硫铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等。脉石矿物主要为角闪石、黑云母、长石、方解石、绿泥石、透闪石、磷灰石及少量的绿帘石等。金红石粒度0.03～0.15mm为主，占80.10%。金红石单矿物中含二氧化钛97.83%。 ②选矿工艺 陕西地矿局西安测试中心、西北有色金属地质研究所、武汉钢铁学院和昆明理工大学分别对该矿石进行了选矿工艺研究，结果表明：精矿回收率普遍不高，原因主要是因为矿床的矿石矿物组合复杂，金红石含量低，硫、磷矿物等有害杂质偏高，使选矿流程复杂，加之金红石粒度细，有点还呈连生体或嵌裹在其它矿物晶体之中，使其在选矿流程中难以分离，损失于磁性物和尾矿中。 金红石的可选性能主要受其粒度的影响，磨矿细度是影响金红石选别的重要因素，阶段磨矿、擦洗磨矿、添加助磨剂等手段均可有效提高选别效果，根据原生金红石矿矿物组分及嵌布关系复杂的特点，金红石矿的选别必须采用重选、磁选、浮选、电选、酸洗等组成的联合选矿工艺，才能获得高质量的金红石精矿。并且根据原矿品位低的特点，应将选矿工艺分为粗选和精选两阶段进行，选择高效无毒的组合捕收剂和调整剂。采用浮选法处理原生金红石矿石是今后研究的主攻方向。 ⑸江苏等地金红石矿 近年来，在我国发现了不少大型榴辉石型原生金红石矿床。如江苏省新沂市和东海县一带、安徽省大别山南部潜山和太湖一带、山东诸城市上崔家沟、湖北罗田县褐营山县等。 ①矿石性质 该类矿石矿物组成主要为石榴子石、绿辉石、金红石、其它还有角闪石、绿泥石、磷灰石、石英、帘石、粘土、云母和铁质等。此类型金红石矿床具有储量巨大、品位较高、埋藏浅、易开采等特点。石榴子石是主要的伴生脉石矿物，在选矿中往往成为影响金红石精矿品位提高的重要制约因素。多年来，有关金红石与石榴子石分离的工作，一直为国内外所重视。 ②选矿工艺 北京有色冶金设计研究总院对东海县榴辉岩型金红石矿采用重—磁—再磨—浮—重选联合工艺进行了试验研究。结果显示，综合回收石榴子石时，金红石精矿品位90%以上，回收率52.30%;未回收石榴子石时，金红石精矿品位90%以上，回收率62.13%。综合回收石榴子石的效益明显提高。 国家建材局地质研究所采用浮选法对金红石与石榴子石进行了分离试验。结果显示，氧化循环油、油酸盐和苄基胂酸均可作为金红石的捕收剂，但均不具备使金红石与石榴子石有效分离的选择性。以FL108作为捕收剂，六偏磷酸钠作为抑制剂，可以实现金红石与石榴子石有效分离。 铜陵有色设计研究院采用重选—强磁选联合工艺，对某榴辉石岩金红石矿(TiO26.82%)进行了选矿试验。其结果：金红石精矿89.94%，回收率45.66%;石榴子石精矿85～90%，回收率70%左右。该工艺可有效地综合回收该类矿石中的有用矿物。

2、金红石砂矿 ⑴河南方城金红石矿，矿区内有原生矿、风化壳砂矿和冲积型砂矿3种类型。目前主要勘查对象为风化壳砂矿。 ①矿石性质 风化壳砂矿主要含钛矿物为金红石，其次有蚀变钛铁矿、钛铁矿、钛磁性铁矿、榍石。脉石矿物主要有角闪石、石英、白云石、绿帘石、绿泥石等。金红石嵌布粒度较细，属细粒、微细粒不均匀嵌布，粒度区间较大(0.01～0.20mm)，一般多在0.037—0.074mm较多。金红石以自形晶或半自形晶粒状嵌布在脉石矿物粒间，部分以包裹体形式分布在脉石中。金红石与铁矿物间关系非常密切，它们互相穿插，互相包裹。同时存在大量的泥质矿物。 1 2 下一页 分享到： 2