钛铁矿简介及详细资料
结构
英文名
ilmenite
钛铁矿 是主要含钛矿物之一。三方晶系，晶体少见，常呈不规则粒状、鳞片状、板状或片状。颜色铁黑或呈钢灰色,条痕钢灰或黑色，当含有赤铁矿包体时,呈褐或褐红色。金属至半金属光泽，贝壳状或亚贝壳状断口。性脆。硬度5~6,密度4.4~5g/cm 3,密度随成分中MgO含量降低或FeO含量增高而增高。具弱磁性。在氢氟酸中溶解度较大，缓慢溶于热盐酸。溶于磷酸并冷却稀释后,加入过氧化钠或过氧化氢，溶液呈黄褐色或橙黄色。钛铁矿可产于各类岩体,在基性岩及酸性岩中分布较广;产于伟晶岩者，粒度较大,可达数厘米。当含矿母岩遭风化作用破坏后，钛铁矿可转入砂矿中。
钛铁矿化学成分为FeTiO3、晶体属三方晶系的氧化物矿物。英文名称来源于最初发现本矿物的产地俄罗斯乌拉尔的伊尔门山(Ильменские горы)。含TiO252.66%，是提取钛和二氧化钛的最主要矿物原料。晶体常呈板状，集合体呈块状或粒状。钢灰至铁黑色，条痕黑色至褐红色，半金属光泽。摩斯硬度5~6，比重4.70~4.78。具弱磁性。钛铁矿一般作为副矿物见于火成岩和变质岩中，也可以形成砂矿。著名矿山有俄罗斯的伊尔门山、挪威的克拉格勒和美国怀俄明州的铁山、加拿大魁北克的埃拉德湖等。中国四川攀枝花铁矿，也是一个大型的钛铁矿产地，其钛铁矿成显微粒状或片状分布于磁铁矿颗粒之间或裂理中。
钛铁矿FeO47.36，TiO52.64。Fe2与Mg2、Mn2间可为完全类质同像代替，形成FeTiO3-MgTiO3或FeTiO3-MnTiO3系列。以FeO为主时称钛铁矿，MgO为主时称镁钛矿，MnO为主时称红钛锰矿。常有Nb、Ta等类质同像替代。在>960℃的高温条件下，FeTiO3-Fe2O3可形成完全固溶体。随温度下降，在约600℃，FeTiO3-Fe2O3固溶体出溶，在钛铁矿中析出赤铁矿的片晶，并∥(0001)定向排列。
形态
三方晶系，arh=0.553nm，α=54?49';Z=2。或ah=0.509nm，ch=1.407nm;Z=6。可视为刚玉型结构的衍生结构。不同点在于刚玉中Al3的位置被Fe2、Ti4替换并相间排列而成，导致c滑移面消失，使空间群由R3c变为R3。
高温下钛铁矿中的Fe、Ti呈无序分布而具赤铁矿结构(即刚玉型结构)，故形成FeTiO3-Fe2O3固溶体，其组成可表示为Fe32-xFex2Tix4O3(x代表钛铁矿的摩尔分数)。空间群从R3c转变为R3的温度为1100℃(x=0.65)至600℃(x=0.45)。当0.6>x≥0.5时，不能获得完全有序的空间群为R3的结构;在x=0.5时，R3c?R3的转变成亚稳定态，固溶体开始部分出溶。菱面体晶类。常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。在950℃以上钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同象。当温度降低时，即发生熔离，故钛铁矿中常含有细小鳞片状赤铁矿包体。钛铁矿颜色为铁黑色或钢灰色。条痕为钢灰色或黑色。含赤铁矿包体时呈褐色或带褐的红色条痕。金属-半金属光泽。不透明，无解理。硬度5~6.5，比重4~5。弱磁性。钛铁矿主要出现在超基性岩、基性岩、碱性岩、酸性岩及变质岩中。我国攀枝花钒钛磁铁矿床中，钛铁矿呈粒状或片状分布于钛磁铁矿等矿物颗粒之间，或沿钛磁铁矿裂开面成定向片晶。
钛铁矿类型
钛铁矿，常作为副矿物，或在基性、超基性岩中分散于磁铁矿中成条片状，与顽辉石、斜长石等共生。伟晶型钛铁矿，产于花岗伟晶岩中，与微斜长石、白云母、石英、磁铁矿 等共生。钛 铁矿往往在碱性岩中富集。由于其化学性质稳定，故可形成冲积砂矿，与磁铁矿、金红石、锆石、独居石等共生。据晶形、条痕、弱磁性可与赤铁矿或磁铁矿区别。钛铁矿是最重要的钛矿石矿物。
性质
物理特性
铁黑色或钢灰色;条痕钢灰色或黑色。含赤铁矿包裹体时呈褐或褐红色。金属至半金属光泽。不透明。无解理。有时出现或裂开。硬度5~ 5.5。性脆。相对密度4.0~5.0。具弱磁性。
偏光镜下:深红色，不透明或微透明。一轴晶(-)。具非常高的折射率(N=2.7)和重折率。
化学特性
实验使用的钛铁矿为天然矿石，还原剂为木炭粉。矿石中的主要物相为CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO2、V2O5、Cr2O3等。矿石的成分为47.86%TiO2，35.12%Fe，0.22%CaO，2.01%MgO，1.86%SiO2，0.70%。矿石的粒度小于0.087mm，木炭粉的粒度小于0.076mm。矿石和木炭粉在105℃干燥24h，然后按一定比例混合并压制成块。混合料中含碳量为20%。在微波碳热还原过程中，物料的温度是逐步升高的。用微波将物料从室温加热至1123-1263K需要3-8min，实验发现:钛铁矿的还原反应从一施加微波就开始进行，表明钛铁矿的微波碳热还原反应即使在极低的温度条件下就已开始进行。钛铁矿的这种特性，主要是一部分微波能会发生局域耦合共振，产生热点。这些热点的温度比其他区域的温度高得多，因而他们会产生化学反应，热点的中心就是反应的中心。此外，原子或分子在反应中心还会发生激烈的振动，能更好地满足化学反应的条件，这也会降低引发化学反应的温度。正是由于有这些热点的存在和分子或原子的激烈振动，钛铁矿的微波碳热还原反应才可能在较低的温度下进行，从而极大地降低钛铁矿碳热还原过程的能耗。
钛铁矿钛铁矿的微波还原速率与样品的含碳量关系十分密切。当样品的初始含碳量小于20%时，还原速率随着含碳量的增加而明显加快;当含碳量大于20%时，进一步增加含碳量对还原速率没有明显的影响。
反应式:FeTiO3+C=Fe+TiO2+CO(1)FeTiO3+CO=Fe+TiO2+CO2(2)CO2+C=2CO(3)反应速率随含碳量的增加而加快，当含碳量大于20%时，反应速率与含碳量无关。微波还原的速率比传统还原快得多。据有关对钛铁矿进行微波碳热还原和传统碳热还原研究的对比实验表明:钛铁矿的微波还原速率比传统还原快得多，在1153K时，微波碳热还原的速率是传统还原的79.06倍。微波还原在1153K的速率可以和传统还原在1422K的速率相比较，两者之间的温度差高达269K，由此也表明，当用微波加热代替传统加热时，钛铁矿的碳热还原可以在较低的温度下进行。
与铁矿石的碳热还原类似，钛铁矿的碳热还原也是强烈的吸热反应(ΔH=+181kJ/molFeTiO3,采用传统加热还原时同样会产生"冷中心"。由于微波可以对物料进行快速的整体加热，"冷中心"的问题自然得到解决，因而反应速率明显加快。
发展历史
钛还能形成许多化合物，它们也有各种各样特殊的性能和用途，如二氧化钛，是雪白的粉末，它是最好的白色颜料，俗称"钛白"，1克二氧化钛就可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。世界上用做白色颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。如把二氧化钛加在纸里，可使纸变白并且不透明，因此制造钞票和美术品用的纸，有时就要添加二氧化钛，此外，为使塑胶的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。二氧化钛被誉为世界上最白的东西。自然界中的钛大部分处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿TeTiO3和金红石TiO2，及钒钛铁矿等。我国四川攀枝花地区有极丰富的钒钛铁矿，储量约15亿吨。
那么，钛是怎样被发现的呢?1791年，英国科学家格里戈尔在密那汉郊区找到一种矿石-黑色磁性砂，通过对这种矿石的研究，他认为矿石中有一种新的化学元素。并用发现矿石的地点"密那汉"命名这种新元素。
过了四年，德国化学家克拉普洛特从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中，发现了这种新元素，他用希腊神话中"太旦"族的名字来命名(中文按它原文名称的译音，定名为钛)，克拉普洛特还特地指出，格里戈尔所发现的新元素"密那汉"就是钛，但在当时找到的，实际上都是粉末状的二氧化钛而不是金属钛。直到1910年，美国化学家罕德尔才第一次制得纯度达99.9%的金属钛，但总共不到1克。从发现钛到制得金属钛，前后经历了120年，到1947年，人们才开始在工厂里炼钛，当时的年产量只有2吨。到了1955年，产量激增到2万吨。到1972年，年产量达到20万吨。钛的用途越来越广，日益受到人们的重视，人们称它为未来的钢铁、21世纪的金属。
冶炼方法
钛铁矿的冶炼有硫酸法和氯化法，两种方法只是在处理钛矿上的不同:硫酸法可以使用较低品位的钛铁矿石，而且还可以生产硫酸亚铁成本低廉，但是污染太大副产物难于处理消耗硫酸多;氯化法使用的矿石品位较高而且成本较高，但是污染小副产物较少而且氯可以循环使用。但是两种方法都是将钛矿变成纯的二氧化钛，然后将纯的二氧化钛与纯氯和焦炭在高温反应生成四氯化钛和一氧化碳，用金属钙、镁或者钠将其还原成海绵状的金属钛大规模生产钛的方法:
钛铁矿第一步:在高温时，将金红石(TiO2)和炭粉(C)混合，并通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体CO。
第二步:在氩气(Ar)环境中，用过量的镁(Mg)在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛(氩气不参加反应)
研究意义
云南是有色金属王国，对有色金属的开发自然比较重视，冶金技术日新月异，效率就是效益，该研究填补了钛铁矿微波还原的空缺，为工业利用微波碳热还原钛铁矿提供了理论依据和方法指导。通过微波碳热还原钛铁矿可以使反应速率加快，由于微波碳热还原钛铁矿可以在较低的温度下进行，所以能源的利用将大为降低，对于能源紧缺的中国来讲无疑有很大的科学价值和经济价值。相信该研究定会被套用于工业领域，产生很好的经济和社会效益。
钛铁矿分布工业套用
纯净的钛是银白色的金属。钛的矿物在自然界中分布很广，约占地壳重的0.6%，仅次于铝、铁、钙、钠、钾和镁，而比铜、锡、锰、锌等在地壳中的含量要多几倍甚至几十倍。钛的熔点为1725℃，它的主要特点是密度小而强度大。和钢相比，它的密度只相当于钢的57%，而强度和硬度与钢相近。和铝相比，铝的密度虽较钛小，但机械强度却很差。因此，钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点。纯净的钛有良好的可塑性，它的韧性超过纯铁2倍，耐热和抗腐蚀性能也很好。
由于钛有这些优点，所以50年代以来，一跃成为突出的稀有金属。钛及其合金，首先用在制造飞机、火箭、飞弹、舰艇等方面，开始推广用于化工和石油部门。例如，在超音速飞机制造方面，由于这类飞机在高速飞行时，表面温度较高，用铝合金或不锈钢，在这种温度下已失去原有性能而钛合金在的550℃以上仍保持良好的机械性能，因此可用于制造超过音速3倍的高速飞机。这种飞机的用钛量要占其结构总重量的95%，故有"钛飞机"之称，全世界约有一半以上的钛，用来制造飞机机体和喷气发动机的重要零件。钛在原子能工业中，用于制造核反应堆的主要零件，在化学工业中，钛主要用于制造各种容器、反应器、热交换器、管道、泵和阀等。若把钛加到不锈钢中，只加百分之一左右，就大大提高抗锈本领。
韦岗铁矿简介
韦岗铁矿简介镇江韦岗铁矿有限公司，曾是国家中型的矿产企业，但在2003年进行了全面的民营化改革。该公司的地理位置优越，坐落在镇江市西郊，距离韦岗镇约19公里，镇（江）句（容）公路（243省道）贯穿其境，便于交通往来。距离矿区不远处，长江高资港、宁镇公路（312国道）以及沪宁高速公路都处于10公里的...
马坑铁矿简介
而东矿段的矿体厚度则变化较大，介于2.03米到8.16米之间，这表明各个矿段的开采条件和难度各异。总体来说，马坑铁矿是一个具有规模和潜力的矿产资源地，其丰富的矿产分布和地质特点为开采工作提供了重要的基础。然而，具体的开采技术和环境保护措施也是实现其经济效益和社会效益的关键因素。
兰尖铁矿简介
兰尖铁矿的具体位置坐落在四川省攀枝花市东区，这里地理位置优越，雅龙江与金沙江的交汇处赋予了其独特的开采条件。这里的铁矿资源丰富，开采历史悠久，为攀枝花市乃至整个中国钢铁工业的发展提供了坚实的物质保障。作为西部地区的重要矿产基地，兰尖铁矿的开采和管理对于区域经济的发展起着至关重要的作用。其...
褐铁矿简介
可能混有纤铁矿、赤铁矿、石英和粘土等成分。这些矿物中含有的是吸附水和毛管水，使得其化学成分并非固定，基本可以表示为FeO(OH)·nH2O。褐铁矿的物理性质也因其成分的多样性而有所变化，但整体上，它的颜色始终呈现出各种色调的褐色，而条痕则呈现出黄褐色的特征。
北洺河铁矿简介
令人振奋的是，2004年，其铁矿石产量突破了200万吨大关，进一步巩固了其在国内大型冶金矿山的地位。2005年10月，设计年产量高达99.21万吨的铁精矿选厂投入使用，这不仅提升了北洺河铁矿的产能，更是将其提升为一个集开采和选矿于一体的现代化大型矿山，实现了生产效率和规模的双重飞跃。
铁矿石的主要成分是什么?
铝含量6.00％ 。硫含量不超过0.05％。磷含量0.10％。二氧化钛含量最多为0.35％。氧化钙含量为0.7％。砷含量为0.07％。自然成分大于10％ 铁矿石简介：铁矿石一共分为自动和工业类型两大类,铁矿石是根据矿物组成、结构、构造和采、选、治及工艺流程这几天特点分类的，下面具体描述一下自然分类...
穆通铁矿简介
然而，穆通铁矿的潜在资源远不止于此。未经过详细评估的含铁石英岩，其含铁量据推测可能达到45%，这部分资源尚未计入统计数据。这些矿石分布在地表，理论上可以进行露天开采，但由于其所处的地理位置——热带雨林的环境，交通条件极其不便，使得大规模开采几乎成为一项挑战。尽管拥有如此丰富的铁矿资源，但...
米纳斯吉斯铁矿简介
这个铁矿的资源丰富多样，主要由两种类型的富铁矿构成，它们的含铁量各有特色。其中，一种铁矿石平均含铁量为60%，另一种则达到了68.5%，总计的矿石储量惊人的达到了300亿吨。值得注意的是，米纳斯吉斯铁矿周围还蕴藏着含铁量为45%的未风化的含铁石英岩，尽管这部分储量尚未进行详细的勘探和计算，但其...
菲律宾铁矿简介
菲律宾，位于环太平洋火山地震带上，独特的地质构造和地理条件赋予了这片土地丰富的矿产宝藏。据估计，菲律宾的铁矿石储量达到了惊人的3.2亿吨，显示出其在矿产资源领域的巨大潜力。菲律宾的矿产种类繁多，其中铁矿石是其主要资源之一。金属矿物主要包括磁铁矿和磁黄铁矿，这两种矿物在菲律宾的矿床中占据了重要...
磁黄铁矿矿石简介
表面则显现出褐色锖色。其条痕为灰黑色，不透明，带有金属光泽，硬度为4。此外，磁黄铁矿具有导电性和显著的磁性，是其鉴定的重要特征。在密度方面，磁黄铁矿的比重大约在4.6-4.7克\/立方厘米，其解理和断口呈现平行解理，但并不完全。这些特性使得磁黄铁矿在地质和矿物学研究中具有独特的价值。
郟罡芩胆：[答案] I.(1)+2 (1分) (2)SiO2 (1分) (3)TiO2-+H2OTiO2↓+2H+ (2分) (4)20:9 (2分) (5)cVM/1000W 或 cVM/1000W ... 1412 (2分) 【命题立意】本题考查学生利用钛铁矿制备二氧化钛的工艺流程理解、阅读题目获取信息能力、氧化还原反应及方...
马龙县15115686009： 钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO•TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质.利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚... - ？
郟罡芩胆：[答案] (1)反应FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O中,不是氧化还原反应,可以判断铁元素化合价为+2价, 故答案为:+2; (2)由于杂质中二氧化硅不溶于盐酸,所以滤渣A成分是二氧化硅, 故答案为:SiO2; (3)根据流程可知,TiOCl42-在溶液中加热...
马龙县15115686009： 认识了很多岩石和矿物,能选择2种介绍一下它们的特征吗 - ？
郟罡芩胆： 岩浆岩的主要特征 ① 构造特征:岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征,比如喷出岩是在温度、压力骤然降低的条件下形成的,造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出,形成气孔状构造.当气孔十分发育时,岩石会变得很轻,甚...
马龙县15115686009： 求钛矿开采和选矿技术介绍?????? - ？
郟罡芩胆： 一般真正的选矿技术别人是不那么容易就告诉你的,要想学到真正的技术,要么你出钱让别人交你,要么你到别人的选矿厂打工偷学技术.我在一家选矿厂呆过一年,也就懂一点简单的原理.我们这边选矿的大致过程是这样的: 1.毛矿晒干后通过磁选机把钛铁矿磁出来,得到钛精矿和锆英中矿. 2.将中矿过摇床排走砂后晒干 3.将晒干的矿过永磁机,在次将一些上磁的劣质钛铁和独居磁出来后,再电选电出金红石,将金红和锆英分离出来. 4.如果钛产品含磷高的话一般还要经过浮选.其中过程较复杂,要根据不同的矿质作变动.
马龙县15115686009： 请问高钛渣是为何物,哪里有产品说明书? - ？
郟罡芩胆： 高钛渣是经过物理生产过程而形成的钛矿富集物俗称.无论从化学性质还是成分组成都属于钛铁矿和精矿系列,区别仅在于物料中的钛和铁的含量不同.高钛渣是用电炉通过加热钛铁矿把二氧化钛和铁分离出来.高炉渣含有15种以上化学成分,...
马龙县15115686009： 阿尔及利亚 与 阿尔几内亚 的区别,他们的首都是哪里,几内亚的信息详细一点 - ？
郟罡芩胆：[答案] 阿尔及利亚是非洲国家,首都阿尔及尔.没有阿尔几内亚这个国家. 几内亚是非洲国家,首都弗里敦. 几内亚比绍是非洲国家,首都比绍. 赤道是非洲国家,首都马拉博. 巴布亚新几内亚是大洋洲国家,首都莫尔兹比港.
马龙县15115686009： 352国道详细资料大全 - ？
郟罡芩胆：352国道(张家界——巧家)是中华人民共和国的一条普通国道,起点在湖南省张家界市,途径湖南、贵州、四川、云南4省,终点在云南省巧家县,呈东西走向. 基本介绍 中文名 :352国道、国道352线 国道编号 :G352 起点位于 :湖南省张...
马龙县15115686009： 匈奴和汉朝有多少人?能详细介绍汉武帝时期的匈奴和汉朝的各方面的情况 - ？
郟罡芩胆：[答案] 一楼的有点常识汉武帝在位那么长的时间怎么有那么精确的 匈奴更无常备军之说 大汉近6000万 有两百万常备军 匈奴人口700万 15岁以上55岁以下的男人都是兵 上马为兵下马为民 无有多少人马之说 国力大汉是当时世界上最强大的两个帝国之一(马...
马龙县15115686009： 淘宝网上的注册淘宝会员和支付宝会员都是什么?详细介绍一下 - ？
郟罡芩胆： 淘宝帐户就是你在申请的一个名字,注册成功后可以在淘宝交易,支付宝就是淘宝交易的一个资金帐户,可以支出也可以收入
马龙县15115686009： 干式磁选机简介及其特点 - ？
郟罡芩胆： 干式磁选机是针对干燥的磁性矿物进行分选的磁力选矿机械,相对于湿式磁选机分选矿物时要使用液体作为稀释剂提高分选效率而言,干式磁选机则要求被分选的矿物干燥,颗粒之间可以自由移动、成独立的自由状态,否则会影响磁选效果,甚至会造成不可分选的后果. 适用于粒度 3mm 以下的磁铁矿、磁黄铁矿、焙烧矿、钛铁矿等物料的湿式磁选,也用于煤、非金属矿、建材等物料的除铁作业.干式磁选机的磁系,采用优质铁氧体材料或与稀土磁钢复合而成,筒表平均磁感应强度为 100~600mT .结构简单、处理量大、操作方便、易于维护等. 参考资料: http://www.hnhxjq.cn/b946.html 希望对您有帮助
