روشهاي فراوري و كاربرد ايلمنيت و دي اكسيد تيتانيوم

 فصل اول

كاني شناسي تيتانيم

 فصل دوم

زمين شناسي كانسار هاي

تيتانيم دار

 فصل سوم

ذخاير احتمالي ايران

 فصل چهارم

تيتانيوم و تركيبات آن

 فصل پنجم

دي اكسيد تيتانيوم

 فصل ششم

پر عيار سازي ايلمنيت

 فصل هفتم

روشهاي متداول كانه آرايي

 چكيده

مهمترين كانيهاي تجاري تيتانيم ايلمنيت و روتيل هستند. لوكوكسن، آناتاز، اسفن، پرووسكيت و بروكيت ديگر كانيهاي مهم تيتانيم هستند. كاني ايلمنيت معمولاً در ماگماي تأخيري به وجود مي آيد و بنابراين بيشتر در سنگهاي آذرين با تركيب بازي يافت مي شود. نوعي از روتيل كه محصول دگرساني ايلمنيت است معمولاً در ماسه ها و گاهي اوقات در سنگهاي دگرسان شده حاوي ايلمنيت ديده مي شود. طبقه بنديهاي متفاوتي در مورد كانسارهاي تيتانيم ارائه شده است. طبقه بندي اين كانسارها به كانسارهاي ماسه‌اي و سنگي و يا به ترتيب ثانويه و اوليه معمولترين طبقه بندي است.

بعد از پي جوئيهاي مستمر، تنها كانسار ايلمنيت كهنوج اميد بخش تشخيص داده شده است. در نتيجه، اكتشاف مقدماتي و نيمه تفصيلي تا فصيلي را نيز به دنبال داشته است. كانسار كهنوج كه در جنوب استان كرمان قرار گرفته است، از نوع كانسارهاي پلاسري است كه سنگ مادر آن تشكيلات گابرويي بند زيارت در 30 كيلومتري شرق آن است. اكتشافات تفصيلي و تعيين ذخيره فقط در محدوده بستر دره درگز صورت گرفته است. ذخيره منطقه تعيين ذخيره شده بقدري است كه مي تواند نياز كشور را در طي بيست سال به كانيهاي تيتانيم رفع كند. كانسار كهنوج توانايي تأمين اكسيد و اناديم را نيز داراست.

روشهاي تهيه دي اكسيد تيتانيم، فرايندهاي سولفات و كلريد است كه مسائل زيست محيطي باعث رشد استفاده از فرآيند كلريد شده است ابتدا خوراك فرايند كلريد، دي اكسيد تيتانيم به صورت كاني روتيل و آناتاز بوده است كه به علت تقاضاي روز افزون قيمت آن افزايش زيادي داشته است و از طرفي عرضه اين كانيها تكافوي تقاضاهاي جهاني را ندارد، بنابراين امروزه فرايندهاي غني سازي ايلمنيت از دي اكسيد تيتانيم جهانگير شده اند. تهيه سرباره غني از دي اكسيد تيتانيم اولين بار در كانادا متداول شده است.

مقدمه

به دليل كاربرد زياد رنگدانه دي اكسيد تيتانيم در صنايع رنگ كشور، سالانه مقاديري ارز صرف واردات اين ماده مي شود. همچنين رشد صنايع هوايي – نظامي ايران به زودي باعث استفاده از فلز تيتانيم خواهد شد. بنابراين با توجه به سياستهاي خودكفايي و عدم وابستگي، فعاليتهاي مستمر در مورد اكتشاف كانسارهاي تيتانيم دار آغاز گشته و منطقه كهنوج از نقاط اميد بخش جهت رفع نيازهاي مملكت به اين ماده معدني شناخته شده است.

اين گزارش نتيجه مطالعات مرحله اول است. در اين گزارش به دليل رابطه تنگاتنگ ايلمنيت با ديگر كانيهاي تيتانيم،‌ تمام كانيها بررسي و روشهاي فرآوري و كاربرد و آمار آنها نيز ارائه شده است. بيشترين كاربرد فلز تيتانيم در صنايع نظامي – هوايي است و قيمت اين فلز منتج از تقاضاي اين بخش است. به علت ويژگيهاي خاص فلز تيتانيم مانند مقاومت در مقابل خوردگي، بالا بودن نسبت مقاومت به وزن اين فلز در صنايع شيميايي و ساخت آلياژها كاربرد فراواني دارد .

بيشترين كاربرد عنصر تيتانيم به صورت تركيب اكسيد آن، دي اكسيد تيتانيم است. رنگدانه هاي دي اكسيد تيتانيم، از نوع روتيل و آناتاز، مهمترين رنگدانه هايي هستند كه صنايع شيمي معدني به ديگر صنايع عرضه كرده اند. مقاومت در مقابل اشعه يا پرتوهاي ماوراء بنفش، قدرت پوشش بسيار خوب و ويژگيهاي ديگر سبب كاربرد اين رنگدانه در صنايع رنگ، كاغذ سازي و پلاستيك شده است.

طرح فعلي كانسار كهنوج:

با توجه به حساسيت پروسه توليد پيگمنت و فلز تيتانيوم و انحصاري بودن تكنولوژي و وجود روشهاي دو گانه در توليد محصول نهايي، ضروري است مطالعات فني و انحصاري بر روي اين كانسار صورت پذيرد. در حال حاضر طي قراردادي انجام اين مطالعات توسط كنسرسيوم آلماني و ايراني در دست اجرا مي باشد. با تكميل اين مطالعات امكان برگزاري مناقصه جهت احداث كارخانه اصلي با ظرفيت توليد 50000 تن پيگمنت و 3000 تن فلز در سال قابل انجام خواهد بود.

كه علاوه بر آن ظرفيت بهينه اقتصادي و فلوشيت نهايي نيز مشخص خواهد گرديد. در طي اين مطالعات روش توليد در سه مقياس آزمايشگاهي، نيمه صنعتي و صنعتي و با هر دو روش متداول سولفات و كلرايد انجام خواهد شد.

فهرست مطالب

 فصل اول-كاني شناسي تيتانيم

1-1-ايلمنيت  1                                                                                                        

1-2-لوكوكسن ، ايلمنيت دگرسان شده  6                                                        

1-3-روتيل 7                                           

1-4-آناتاز  11

1-5- بروكسيت  13                                 

1-6- اسفن  14

1-7- برو وسكيت  13                                             

فصل دوم-زمين شناسي كانسار هاي تيتانيم دار

2-1-كليات  17

2-2-ذخاير ماگمايي  19

2-3-كانسار هاي پلاسري تيتانيم  20

2-4- كانسار هاي ناشي از هوا زدگي  24

2-5-كانسار هاي رسوبي ـ آتشفشاني  24

2-6- كانسارهاي با منشاء دگرگوني  28 

فصل سوم- ذخاير احتمالي ايران

3-1-كليات  29

3-2-كاني سازي در ناحيه ساغند ـ زريگان  29

3-3- كاني سازي تيتانومنيتيت در جنوب سيخورلن  30

3-4-نهشته هاي ناحيه گيلان  31

3-5-نهشته هاي ناحيه مازندران  33

3-6-كانسار ايلمنيت كهنوج  34

فصل چهارم-تيتانيوم و تركيبات آن

4-1-تيتانيم  35

4-2-آلياژ هاي تيتانيوم  36

4-3-كاربرد فلز تيتانيم و آلياژ هاي تيتانيوم  37

4-4- تركيبات تيتانيوم و كاربرد آنها  38

4-4-1- تركيبات هيدروژن دار تيتانيوم  38

4-4-2- تركيبات بر دار تيتانيوم  39

4-4-3- تركيبات كربن دار تيتانيوم  39

4-4-4-تركيبات نيتروژن دار تيتانيوم  39

4-4-5- تيتاناتها  40

4-4-6- تركيبات هالوژنه تيتانيوم دار  41

4-4-7- تركيبات ديگر تيتانيوم  42

4-5- تهيه فلز تيتانيوم  42

4-5-1- فرايند يديد 43

4-5-2- فرايند توليد تياتنيوم الكتروليتي  43

4-5-3- روش كرول  44

4-5-4- فرايند هانتر  44

4-6- بازار جهاني فلز تيتانيوم  45

فصل پنجم- دي اكسيد تيتانيوم

5-1-كليات  50

5-2-دي اكسيد تيتانيوم به عنوان رنگدانه  50

5-3-ديگر كاربردهاي  دي اكسيد تيتانيوم  55

5-4-توليد دي اكسيد تيتانيوم  58

5-5-فرايند هاي مختلف تهيه دي اكسيد تيانيوم  59

5-5-1- فرايند سولفات  62

5-5-2- فرايند كلريد  65

5-5-3- فرايند فلوئوريد  68

5-6- واردات كشور  72

فصل ششم ـ پر عيار سازي ايلمنيت

6-1-كليات  74

6-2- ذوب در كوره هاي الكتريكي  74

6-2-1- بازار سرباره غني از دي اكسيد تيتانيوم

6-3- اسيد شويي ايمنيت  76

6-3-1- اسيد شويي با اسيد سولفوريك  76

6-3-2- اسيد شويي با اسيد هيدرو كلريك  78

6-4- احياء مستقيم كانسنگ و جدا سازي آهن  78

فصل هفتم ـ روشهاي متداول كانه آرايي

7-1- كانسار هاي اوليه  84

7-2-كانسارهاي ثانويه  89

7-2-1- واحد هاي مرحله اول آرايش 91

7-2-2- مراحل ثانويه  101

7-2-3- واحدهاي آرايش بعضي از كانسارهاي ماسه اي در دنيا  105

7-3-سابقه بررسي هاي كانه آرايي كانسنگ كهنوج  112

منابع و ماخذ  116