攀枝花钛铁矿氧化还原中的物相和形貌变化及其对盐酸浸出的影响机理
攀枝花钒钛磁铁矿矿床特征分析1
攀枝花钒钛磁铁矿矿床特征分析攀枝花的矿产和能源具有全国意义的比较优势。
全市共发现矿产76种，其中钒、钛蕴藏量分别占全国的63%和93%。
周边地区的矿产资源也很丰富。
距攀枝花市区150公里以内可建大型水电站6座（装机2 710万千瓦），现有和在建的火电装机111.2万千瓦，境内发电装机将达511.1万千瓦，年发电量可达250亿千瓦时。
该矿床位于四川省渡口市东北12km处。
储量近百亿吨，是我国规模最大的岩浆型钒钛磁铁矿矿床。
渡口市是我过西南地区最大的钢铁冶金量和企业所在地，意义重大（图1-1）。
一、区域地质概况区内最古老的底层为上震旦系。
分两层，下部是蛇绿岩石化大理岩；上部是透辉石大理岩互层。
上三叠纪底层在本地区最发育，分布在矿区北部和西北部，其底部是紫红色沙砾岩；上部为灰绿色砂岩与黑色页岩互层，含煤。
老第三系紫红色沙砾岩呈水平或近水平，不整合覆盖于老底层之上（图1-2）。
含矿岩层位于康滇地轴中断西缘的安宁河深大断裂带中，受安宁河深大断裂次一级NE向控制。
岩体呈NE30°方向延展，长35km，宽2km，与震旦纪地层整合接触。
向北西倾谢，呈单斜状（实为务本-攀枝花岩盆状的东南部分）。
岩体内部层状构造明显，不同成分矿物构成的浅色岩和暗色岩相互更叠交替，岩层之间为过渡关系。
原生层状构造与围岩产状一致，硅酸盐矿物均作线状平行排列。
岩体自上而下大体分为五个相带：1、顶部浅色层状辉长岩带：厚800米左右，浅色矿物含量超过一半，暗色矿物条带稀疏穿插于其中，此岩层与顶部三叠系岩层呈断层接触关系。
2、上部含矿带：厚10—100m，主要是铁辉长岩，夹有少量浸染状矿石。
其中磷灰石含量丰富，过15%。
3、下不暗色层状辉长岩带：主要是暗色矿物含量高，超过55%，形成密集条带状，夹有含铁辉长岩薄层纪钒钛磁铁矿石条带。
厚度在150--600m之间。
4、底部含矿层：厚60--500m，这是主要含矿层。
由各种类型的钒钛磁铁矿矿石组成，夹有含层状暗色辉长岩。
第三章+钒钛磁铁矿直接还原基本原理
3.1 钒钛磁铁矿矿物特征及其还原特点3.1.1 钒钛磁铁矿的矿物特征钒钛磁铁矿还原过程表现的种种特点都是由它的矿物组成及结构特征和精矿处理过程（如钠化-氧化）所导致的变化而引起的。
钒钛磁铁矿的主要金属矿物为钛磁铁矿和钛铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿、次生黄铁矿；硫化物以磁黄铁矿为主，另有钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫镍钻矿、紫硫铁镍矿、黄铜矿、黄铁矿和墨铜矿等。
脉石矿物以钛普通辉石和斜长石为主，另有钛闪石、橄榄石、绿泥石、蛇纹石、伊丁石、透闪石、榍石、绢云母、绿帘石、葡萄石、黑云母、拓榴子石、方解石和磷灰石等。
某单位对太和铁精矿的矿相组成鉴定结果为：钛磁铁矿占92%，钛铁矿占3%，硫化物占1.5%，脉石占3.5%。
化学光谱分析表明，攀西地区钒钛磁铁矿中含有各类化学元素30多种，有益元素10多种，若按矿物含量进行排序，依次为Fe、Ti、S、V、Mn、Cu、Co、Ni、Cr、Sc、Ga、Nb、Ta、Pt；若以矿物经济价值排列，则排序为Ti、Sc、Fe、V、Co、Ni。
钛磁铁矿是由磁铁矿（Fe3O4）、钛铁晶石（2FeO·TiO2）、铝镁尖晶石（MgO·Al2O3）、钛铁矿（FeO·TiO2）所组成的复合体。
钛铁晶石是磁铁矿固溶体分解的连晶，交织成网格状，片宽仅0.0002～0.0006毫米。
镁铝尖晶石呈粒状及片晶状与磁铁矿晶体密切共生，其粒度一般为0.002～0.030毫米，片晶宽度一般为0.002～0.008毫米。
钛铁矿多为片状、板格状，粒晶多为0.01毫米，片晶一般宽0.030～0.0015毫米。
由于精矿磨矿粒度要求-200目（相当于0.074毫米）占80%，故上述与磁铁矿共生的各种矿物无法机械分离，在铁富集时，钛也富集了，这就是钒钛磁铁矿不能通过选矿将铁与钛分离的根本原因。
3.1.2 钒钛磁铁矿的还原特点（1）含Ti的铁氧化较难还原钛磁铁矿矿物中的铁处于还原难易程度不同的状态中，与磁铁矿相比，钛铁晶石、钛铁矿等含Ti的铁氧化物较难还原的。
钛铁矿试样的分解、钛的分离方法
钛铁矿试样的分解、钛的分离方法一、试样的分解含钛矿物一般不能被盐酸或硝酸分解。
磷酸与硝酸、磷酸与硫酸、或硫酸加硫酸铵能分解较易溶解的钛铁矿，但对某些钒钛磁铁矿则分解不完全。
氢氟酸与硫酸能分解含钛矿物，可用于测定除二氧化硅以外的其他项目的试样分解。
用焦硫酸钾或硫酸氢钾熔融能很好地分解含钛矿物，熔融物用水或稀硫酸浸提，使钛变为可溶性硫酸钛而转入溶液中，但此法只适用于含硅量少的矿石。
如遇含硅量高而又不在同一份称样中作硅的测定时，则先用氢氟酸和硫酸处理，残渣再用焦硫酸钾或硫酸氢钾溶融，然后再用稀硫酸浸提，使钛变为可溶性的硫酸钛。
氢氧化钠（钾）、过氧化钠、氢氧化钠（钾）—过氧化钠、过氧化钠—碳酸钠或硼酸钠—氢氧化钠—过氧化钠在镍坩埚中熔融，各类钛矿物都能分解完全，并能与铬、钒等分离。
用水浸取熔融物后的沉淀和滤液可分别测定钛、铁和钒、铬。
二、分离方法测定钛的许多方法中，常遇的干扰元素有钒、铬、钼、钨、铀和铜等。
当这些元素含量较高时，必须预先分离后进行钛的测定。
分离钛的方法有沉淀分离（无机沉淀剂及有机沉淀剂）、溶剂萃取及离子交换等方法。
由于沉淀分离手续较简便，应用较广。
在酸性溶液中，钛可被磷酸盐沉淀，此时铝被共沉淀。
用氢氧化铵沉淀钛，可与钙、镁、铜和镍等分离，共沉淀的元素有铁和铝等。
若加入EDTA络合铁、铝，用氨水两次沉淀钛，可作为钛的重量法测定。
用氢氧化钠沉淀钛时，被分离的元素有钼、钒、铝、铍及磷酸卤等。
如果将铬氧化到六价，铬也被同时分离。
在实际应用中，试样与氢氧化钠或过氧化钠熔融，水浸取，钛和铁等被沉淀，钼、铬（Ⅵ）、钒、铝、铍、磷酸盐和硫酸盐等留在溶液中。
在酸性溶液中，用铜铁试剂分离钛可与铬、镍、锰、铝、锌、铀（Ⅵ）、碱土元素和磷酸盐等分离，共沉淀的元素有铁、钒、锆、锡、铌、钽、钨、铀（Ⅳ）、铬和镓等。
钛与铜铁试剂沉淀的化合物呈黄色，试剂必须过量以保证钛沉淀完全。
在pH4.8—8.6（最好在pH5.2）的乙酸或乙酸钠溶液中，用8—羟基喹啉沉淀钛，除了分离碱金属和碱土金属元素外，共沉淀的元素较多，故实际应用不多。
岩浆岩之攀枝花钒钛磁铁矿矿床特征分析
岩浆岩矿床主要内容：一、岩浆矿床概述二、岩浆成矿作用及矿床类型三、岩浆矿床的成矿条件四、岩浆矿床的主要类型及其地质特征一、岩浆岩矿床概述一、岩浆岩矿床的概念岩浆矿床的概念(Magmatic Deposit)：岩浆矿床系指各类岩浆在侵入地壳或喷出地表过程中，经过结晶作用、分异作用、熔离作用及爆发作用，使分散其中的有用组分发生聚集而形成的矿床。
由于它们是在正岩浆期形成的，因此又称为正岩浆矿床。
地壳和上地幔中存在多种类型的岩浆，但能形成岩浆矿床的主要是源于上地幔的镁铁-超镁铁质岩浆。
这是因为镁铁-超镁铁质岩浆粘度较小，有利于分散其中的元素和成矿物质扩散、对流和聚集，从而形成矿床。
中酸性岩浆虽然含有种类更多、含量丰富的各类成矿元素，但由于岩浆的粘度较大，金属元素等成矿组分不易在其中扩散、对流和聚集，故难于在岩浆的成岩阶段富集成矿，所以中酸性岩浆很少形成岩浆矿床。
二、岩浆岩矿床的工业意义岩浆矿床具有十分重要的工业意义，因为火成岩中含有很多重要的矿产资源，但它们通常散布于整个火成岩体中，由于数量太少而无法利用，只有通过某些特殊的富集作用把这些有用资源聚集起来才能被开采利用，聚集的结果就是岩浆矿床。
岩浆矿床具有十分重要的工业意义。
世界上绝大部分的铬、镍、铂族元素以及大部分铁、铜、钒、钛、钴、磷、铌、钽和稀土元素等矿产资源均来自岩浆矿床。
这些矿床大部分是钢铁工业的基本原料或国防工业、尖端工业必需原料的来源。
它们大多在我国具有较富的储量，但有些比较稀缺，如铬、铂族元素等。
因此，研究岩浆矿床的成矿条件、矿床成因和分布规律等具重要意义。
二、岩浆岩成矿作用及矿床类型岩浆中的有用组份析出、聚集和定位的过程称为岩浆成矿作用。
按成矿作用的方式和特点，可以分为结晶分异成矿作用、熔离成矿作用和爆发成矿作用三种一、结晶分异作用与岩浆分结矿床（Crystallization-differentitation deposit）岩浆侵位和冷凝过程中，矿物按一定顺序（矿物的晶格能、键性和生成热降低顺序）依次从岩浆中结晶，并在重力作用下发生分异和聚集的过程，称之为结晶分异作用。
钒钛磁铁矿提钒工艺技术综述（1）
钒钛磁铁矿提钒工艺技术综述（1）闻名世界的攀枝花钒钛磁铁矿山1、前言含钒钛磁铁矿岩体分为基性岩（辉长岩）型和基性-超基性岩（辉长岩－辉石岩－辉岩）型两大类，前者有攀枝花、白马、太和等矿床，后者有红格、新街等矿床。
总的来说，两种类型的地质特征基本相同，前者相当于后者的基性岩相带部分的特征，后者除铁、钛、钒外，伴生的铬、钴、镍和铂族组分含量较高，因而综合利用价值更大。
钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有很高的综合利用价值。
目前，由钒钛磁铁矿中提取钒，按照技术发展的时间顺序先后主要有三种工艺：1）钒钛磁铁精矿钠化焙烧—水浸提钒工艺，又称先提钒工艺，钒作为主产品提取，此工艺具有流程短、钒回收率高的优点，但对原料含钒品位的要求相对较高，而提钒后副产品含有钠盐与大量TiO2而不能单独作为高炉原料使用，甚至作为废料堆存，提钒与钢铁生产未能结合起来，此工艺只适合于钒钛磁铁矿含钒量高、化学药品和矿石成本低的情况；2）钒钛磁铁精矿冶炼—铁水提钒—钒渣湿法处理提钒工艺，钒作为副产品回收，也是目前由钒钛磁铁矿提取钒最主要、经济上最为合理的工艺，此工艺可以利用含钒品位低的原料；3）钒钛磁铁精矿非高炉冶炼—电炉熔分/电炉深还原—熔分渣提钒/铁水提钒工艺，此法能耗低、环保好，钒的收得率高，是提钒技术的发展方向。
目前，前两种钒钛磁铁矿提钒工艺各有优点和缺点，不是单纯的工艺改进和完善，因此，第二种工艺并没有完全替代第一种工艺，而是以第二种工艺为主，两种提钒工艺共存的方式存在。
其中，铁水提钒工艺通过往铁水内吹氧使其内的钒氧化进入渣中，通常称作火法提钒；随后，含钒渣经过破碎、焙烧、浸出、过滤得到钒氧化物的工艺称为湿法提钒。
2 钠化焙烧原矿—水浸提纯钒工艺2.1 工艺现状及特点采用钒钛磁铁精矿钠化焙烧—水浸提钒工艺的钒制品生产厂家主要分布在南非和澳大利亚，全球仍有五六家公司采用该工艺生产氧化钒，其产量约占全球氧化钒总产量的25%~30%。
酸浸钛精矿实验报告
酸浸钛精矿实验报告1. 背景酸浸是一种重要的矿石浸取方法，可以用来提取含有钛的矿石。
钛精矿是一种重要的钛源，可用于制备钛及其合金，并广泛应用于航空航天、冶金、化工等领域。
本实验旨在探究酸浸钛精矿的浸取效果，并研究影响浸取效果的因素。
2. 实验分析2.1 材料和设备•钛精矿样品：本实验采用商业化钛精矿作为研究对象，其粒度为200目。
•酸浸液：采用浓硫酸作为酸浸液，浓度为95%。
•反应设备：实验采用密闭式反应釜进行酸浸实验。
2.2 实验步骤1.将一定量钛精矿样品称取入反应釜中。
2.加入适量的浓硫酸，使得硫酸和钛精矿的质量比为3:1。
3.将反应釜密封，并加热至70摄氏度，并保持恒温反应24小时。
4.反应结束后，将反应釜取出，过滤得到溶液。
5.将溶液进行分析测试，得到钛浓度和钛收率。
2.3 结果分析经过实验，我们得到了钛浓度和钛收率的数据，并进行了相应的数据处理和分析。
批次钛浓度（g/L）钛收率（%）1 120 852 130 883 128 86从实验数据可以看出，通过酸浸钛精矿可以得到较高的钛浓度和钛收率。
平均钛浓度为126g/L，平均钛收率为86%.2.4 结果讨论酸浸是一种较为常用的钛精矿浸取方法，能够高效提取钛元素。
实验结果表明，采用浓硫酸进行酸浸可以获得较高的钛浓度和钛收率。
这是由于浓硫酸对钛精矿具有较强的腐蚀能力，可以将钛元素溶解出来。
此外，实验参数的选择也对酸浸效果有一定影响。
在本实验中，我们选择了硫酸和钛精矿的质量比为3:1，并将反应温度控制在70摄氏度。
这些参数的选择是基于前期的实验经验和文献研究。
进一步的研究可以通过改变这些参数，优化酸浸效果。
2.5 建议基于以上实验和分析结果，我们提出了以下建议：1.在工业生产中，可以采用浓硫酸进行钛精矿的酸浸，以提高钛浓度和钛收率。
2.进一步的研究可以探索其他酸浸条件对钛浓度和钛收率的影响，例如酸浸液浓度、酸浸时间等。
3.实验中的钛浓度和钛收率可以作为评价酸浸效果的指标，可以通过改变实验条件，不断优化提取效果。
钛的腐蚀机理
钛的腐蚀机理
钛腐蚀的机理主要包括：
1. 氧化腐蚀：钛表面会形成一层致密的氧化膜，这层氧化膜对钛具有很好的抵抗腐蚀性能。
但是在一些特殊的环境中，如强酸、强碱、高温等条件下，氧化膜可能会破裂或被侵蚀，从而导致钛发生腐蚀。
2. 耐蚀合金的电化学腐蚀：钛可以与其它金属（如铁、铜等）形成钝化电位差，从而形成一个保护性的阳极氧化膜。
然而，当这种钝化膜破损或被侵蚀时，钛会处于不稳定的电化学反应条件下，容易发生腐蚀。
3. 差电池腐蚀：当钛与其他金属（如铁、铜等）接触时，形成两种不同电位的金属，在电解质溶液的存在下，形成了一个差电池。
在差电池中，钛作为阳极处于更高的电位，容易发生腐蚀。
4. 热腐蚀：在高温环境下，钛可能会与空气中的氧气、水蒸气反应，形成一些易溶解的氧化物或氢氧化物，造成钛的腐蚀。
这些机理的作用会导致钛在特定条件下发生腐蚀，降低其使用寿命以及性能。
为了提高钛的耐蚀性能，可以采取措施如改善氧化膜的质量、使用钛合金等处理方法。
攀枝花选钛尾矿资源综合利用
攀枝花选钛尾矿资源综合利用攀枝花，这座因矿而兴的城市，拥有丰富的矿产资源。
然而，在矿产开发的过程中，大量的选钛尾矿产生，给环境和资源利用带来了巨大的挑战。
选钛尾矿不仅占用土地，还可能造成环境污染，但其本身又蕴含着一定的可利用价值。
因此，如何实现攀枝花选钛尾矿资源的综合利用，成为了一个亟待解决的重要问题。
选钛尾矿是在钛矿选矿过程中产生的废弃物。
攀枝花地区的选钛尾矿通常含有多种矿物质，如钛铁矿、磁铁矿、赤铁矿等，同时还可能伴有少量的稀有金属和贵金属。
由于选矿技术和工艺的限制，这些有价值的成分在尾矿中未能得到充分回收，造成了资源的浪费。
从环境保护的角度来看，大量堆积的选钛尾矿给周边生态环境带来了严重的压力。
尾矿中的有害物质可能通过雨水淋溶、风蚀等方式进入土壤、水体和大气，对生态系统和人类健康构成威胁。
例如，尾矿中的重金属可能会污染土壤和地下水，影响农作物的生长和品质，进而通过食物链危害人体健康。
然而，攀枝花的选钛尾矿并非一无是处，如果能够采取有效的综合利用措施，不仅可以减少环境污染，还能创造可观的经济效益。
目前，针对攀枝花选钛尾矿的综合利用主要有以下几个方面：其一，尾矿再选。
通过改进选矿工艺和技术，对尾矿中的有价金属进行再次回收。
例如，采用新型的选矿药剂和设备，提高钛铁矿等金属矿物的回收率。
这不仅可以增加矿产资源的利用率，还能减少尾矿的排放量。
其二，用于建筑材料生产。
选钛尾矿经过适当的处理和加工，可以制成水泥、砖块、混凝土等建筑材料。
尾矿中的硅、铝等成分可以替代部分传统原材料，降低生产成本，同时实现废弃物的资源化利用。
其三，土地复垦和生态修复。
将选钛尾矿用于土地复垦，在其上覆盖土壤并种植植被，有助于恢复被破坏的土地生态。
同时，通过种植适合当地生长的植物，可以吸收尾矿中的有害物质，改善土壤质量。
其四，制备功能性材料。
利用选钛尾矿的特殊物理和化学性质，制备诸如陶瓷材料、吸附材料等功能性材料。
例如，将尾矿制成多孔陶瓷，用于过滤和吸附有害物质。
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攀枝花钛铁矿氧化还原中的物相和形貌变化及其对盐酸
浸出的影响机理
攀枝花钛铁矿是一种典型的多金属矿物，它含有钛、铁、铬等元素。
它的氧化还原反应在矿物加工、浸出和精细加工等研究中发挥着重要的作用。
氧化还原过程不仅会改变攀枝花钛铁矿的物相和晶体结构，还会影响它的盐酸浸出行为。
氧化还原反应改变攀枝花钛铁矿的物相和形貌。
在氧化过程中，Ti4+和Fe2+被氧原子氧化为Fe3+和Ti0，形成FeO和TiO2晶体，使攀枝花钛铁矿变为一种层状的粉末状物质，呈黑色。
在还原过程中，Fe3+被质子还原为Fe2+，TiO2形成Ti4+，形成了攀枝花钛铁矿的原始晶体结构，并呈现出棕褐色的颜色。
氧化还原过程对盐酸浸出的影响主要取决于改变的物相及晶体结构。
在氧化过程中，Ti4+和Fe2+氧化为Fe3+和Ti0，形成FeO和TiO2粉末，这些粉末易于盐酸溶解，因而会加速盐酸浸出。
而在还原过程中，攀枝花钛铁矿的晶体结构会变为原始的解合结构，这种解合结构较难被溶解，因此会减缓盐酸浸出的速度。