Propiedades minerales y estructura mineral
Los minerales que contienen titanio incluyen principalmente ilmenita, rutilo, anatasa, brookita, perovskita, esfena, titanomagnetita, etc., entre los cuales la ilmenita y el rutilo son los principales minerales utilizados para la fundición de titanio.
La fórmula molecular de la ilmenita es FeTiO3, con un contenido teórico de 52,66 % de TiO2 y 47,34 % de FeO. Se trata de un mineral de color gris acero a negro, con una dureza Mohs de 5-6, una densidad de 4,72 g/cm³, magnetismo medio, buena conductividad y tipo normal. Su composición cualitativa se caracteriza por contener inclusiones de magnesio y manganeso, o bien finas inclusiones escamosas de hematita.
La fórmula molecular del rutilo es TiO2, con un 60 % de titanio y un 40 % de oxígeno. Es un mineral de color marrón rojizo, que suele contener una mezcla de hierro, niobio, cromo, tantalio, estaño, etc., con una dureza Mohs de 6 y una densidad de 4,2 a 4,3 g/cm³. Posee magnetismo, buena conductividad y un color marrón oscuro cuando su contenido de hierro es elevado. El rutilo se encuentra principalmente en depósitos aluviales.
Campos de aplicación e indicadores técnicos
El rutilo y la ilmenita son las principales materias primas para la fundición de titanio metálico, la fabricación de dióxido de titanio, varillas de soldadura y fundentes para soldadura.
Tabla 1. Principales usos del rutilo y la ilmenita.
Tabla 2. Estándar de calidad del concentrado de titanio
Tabla 3. Estándares de calidad del rutilo natural
Tecnología de procesamiento
Por lo general, el mineral de ilmenita y rutilo viene acompañado de una variedad de otros minerales, como magnetita, hematita, cuarzo, feldespato, anfíbol, olivino, granate, cromita, apatita, mica, piroxeno, etc., que generalmente se seleccionan mediante separación por gravedad, separación magnética, separación eléctrica y flotación.
Beneficio por gravedad
Este método se utiliza generalmente para la separación preliminar de minerales aluviales o primarios triturados que contienen titanio. La densidad de los minerales que contienen titanio suele ser superior a 4 g/cm³. Por lo tanto, la mayoría de las gangas con una densidad inferior a 3 g/cm³ pueden eliminarse mediante separación por gravedad. El equipo de separación por gravedad incluye cribas vibratorias, concentradores en espiral, agitadores, tolvas, etc.
Separación magnética
El método de separación magnética se utiliza ampliamente en la selección de minerales que contienen titanio. Podemos usar la separación magnética débil para separar la magnetita y luego la separación magnética fuerte para separar la ilmenita de magnetismo medio. Por ejemplo, el concentrado contiene más óxido de hierro o silicato de hierro, se debe usar el método de separación por gravedad para eliminar impurezas con una gravedad específica baja. En la industria, se utilizan tanto la separación magnética seca como la húmeda. El equipo de separación magnética incluye principalmente separadores magnéticos cilíndricos, separadores magnéticos de placas, separadores magnéticos de alto gradiente de anillo vertical, etc.
Separador magnético de tambor
Separador magnético de placas magnéticas de alta intensidad
Beneficio electrostático
Para la selección de minerales, se basa principalmente en la diferencia de conductividad entre distintos minerales presentes en el concentrado grueso que contiene titanio, como la separación de rutilo, circón y monacita. Los separadores eléctricos empleados son de tipo rodillo, de placas, de placas perforadas, entre otros.
Flotación
Se utiliza principalmente para separar mineral de titanio de grano fino. Los reactivos de flotación más comunes incluyen ácido sulfúrico, aceite de tall, ácido oleico, gasóleo y emulsionantes. Los métodos de beneficio incluyen la flotación positiva del titanio y la flotación inversa de los minerales de ganga.
Beneficio conjunto
Para la placerita con más minerales asociados, la diferencia en la susceptibilidad magnética específica, densidad, conductividad y flotabilidad entre los minerales se puede utilizar para separar los minerales mediante el proceso combinado de “magnético, pesado, eléctrico y flotación”. Por ejemplo, la arena aluvial costera contiene minerales como magnetita, ilmenita, rutilo, arena de circón, monacita, arena marina, etc. Primero, la magnetita se separa mediante un campo magnético débil, y luego la ilmenita se separa mediante un anillo vertical con una intensidad de campo media. El anillo vertical de alta intensidad de campo de los relaves del anillo vertical elimina otros minerales que contienen hierro, y luego la gravedad específica más pequeña se separa mediante el método de separación por gravedad. Para la arena marina, los minerales pesados son rutilo y arena de circón. El rutilo con mejor conductividad se puede seleccionar mediante separación eléctrica, para completar la separación efectiva de este tipo de mineral.
Separador magnético de alto gradiente de anillo vertical
Caso de beneficiario
En los depósitos aluviales de Indonesia se encuentran magnetita, titanomagnetita, ilmenita, rutilo, arena de circón, arena marina y una pequeña cantidad de minerales que contienen hierro.，Entre ellos, la ilmenita, el rutilo y la arena de circón son los principales minerales objetivo, y la titanomagnetita, el óxido de hierro, el silicato de hierro y la arena marina son impurezas. Los minerales se separan y califican mediante métodos físicos como la separación magnética y la separación por gravedad. Todos los productos concentrados. Entre ellos, la ilmenita, el rutilo y el circón son los principales minerales objetivo, la ilmenita, el óxido de hierro, el silicato de hierro y la arena marina como impurezas, a través de la separación magnética, la separación por gravedad y otros métodos físicos, los minerales se separan y se seleccionan los productos concentrados calificados.
El tamaño de partícula de la arena aluvial es uniforme, y el tamaño general de partícula es de 0,03 a 0,85 mm. Los productos concentrados calificados, como la ilmenita, el rutilo y la arena de circón, se separan mediante un proceso de beneficio combinado de separación magnética débil + separación magnética media + separación magnética alta + separación por gravedad.
- El índice de beneficio se muestra en la Tabla 4.
Figura 1. Proceso de prueba de beneficio combinado de mineral de arena aluvial.
Tabla 4. Índices de la prueba de beneficiario conjunto
Utilizando la diferencia en la susceptibilidad magnética específica y la densidad entre los minerales, a través del proceso combinado de separación magnética débil + magnética fuerte + gravedad, se seleccionaron concentrados de ilmenita con un rendimiento del 25,37 %, un grado de TiO2 del 46,39 % y una tasa de recuperación del 60,83 %; concentrado de rutilo con un rendimiento del 8,52 %, grado de TiO2 del 66,15 % y recuperación del 29,15 %; concentrado de placer de circón con un rendimiento del 40,15 %, grado de ZrO2 del 58,06 % y tasa de recuperación del 89,41 %. El concentrado de hierro contiene más titanomagnetita, por lo que no se pueden seleccionar productos de concentrado de hierro calificados.
Fecha de publicación: 20 de marzo de 2021