Propriedades e estrutura dos minerais
Os minerais que contêm titânio incluem principalmente ilmenita, rutilo, anatásio, brookita, perovskita, esfeno, titanomagnetita, etc., sendo a ilmenita e o rutilo os principais minerais utilizados na fundição de titânio.
A fórmula molecular da ilmenita é FeTiO3, contendo teoricamente 52,66% de TiO2 e 47,34% de FeO. É um minério de cor cinza-aço a preto, com dureza de Mohs de 5 a 6, densidade de 4,72 g/cm³, magnetismo médio, boa condutividade e tipo normal. Sua composição qualitativa inclui inclusões de magnésio e manganês, ou de hematita em forma de escamas finas.
A fórmula molecular do rutilo é TiO₂, contendo 60% de Ti e 40% de O. É um mineral vermelho-acastanhado, frequentemente contendo uma mistura de ferro, nióbio, cromo, tântalo, estanho, etc., com dureza 6 na escala de Mohs e densidade de 4,2 a 4,3 g/cm³. Possui magnetismo, boa condutividade e coloração marrom-escura quando o teor de ferro é elevado. O rutilo é encontrado principalmente em depósitos aluviais.
Campos de aplicação e indicadores técnicos
O rutilo e a ilmenita são as principais matérias-primas para a fundição de titânio metálico, fabricação de dióxido de titânio, varetas de solda e fluxos de soldagem.
Tabela 1. Principais usos do rutilo e da ilmenita
Tabela 2. Padrão de Qualidade do Concentrado de Titânio
Tabela 3. Padrões de Qualidade do Rutilo Natural
Tecnologia de processamento
Geralmente, os minérios de ilmenita e rutilo são acompanhados por uma variedade de outros minerais, como magnetita, hematita, quartzo, feldspato, anfibólio, olivina, granada, cromita, apatita, mica, piroxênio, etc., e são geralmente selecionados por separação gravimétrica, separação magnética, separação elétrica e flotação.
Beneficiamento por gravidade
Este método é geralmente utilizado para a separação grosseira de depósitos aluviais contendo titânio ou minério primário britado contendo titânio. A densidade dos minerais que contêm titânio é geralmente superior a 4 g/cm³. Portanto, a maioria das gangas com densidade inferior a 3 g/cm³ pode ser removida por separação gravimétrica. A remoção de minerais é feita por meio de equipamentos como jig, concentrador espiral, peneira vibratória, calha, etc.
Separação magnética
O método de separação magnética é amplamente utilizado na seleção de minerais que contêm titânio. Podemos usar a separação magnética fraca para separar a magnetita e, em seguida, a separação magnética forte para separar a ilmenita, que possui magnetismo médio. Por exemplo, se o concentrado contiver mais óxido de ferro ou silicato de ferro, o método de separação gravimétrica deve ser usado para remover impurezas com baixa densidade. Na indústria, são utilizados tanto a separação magnética a seco quanto a úmida. Os equipamentos de separação magnética incluem principalmente o separador magnético cilíndrico, o separador magnético de placas, o separador magnético de anel vertical de alto gradiente, etc.
Separador magnético de tambor
Separador magnético de placa magnética de alta intensidade
Beneficiamento eletrostático
O processo utiliza principalmente a diferença de condutividade entre diferentes minerais no concentrado grosso contendo titânio para a seleção, como a separação de rutilo, zircão e monazita. Os separadores elétricos utilizados são do tipo rolo, do tipo placa, do tipo peneira, entre outros.
Flutuação
É utilizada principalmente para separar minério de titânio de granulação fina. Os reagentes de flotação mais comuns incluem ácido sulfúrico, óleo de pinho, ácido oleico, óleo diesel e emulsificantes. Os métodos de beneficiamento incluem a flotação direta do titânio e a flotação reversa dos minerais da ganga.
Beneficiamento conjunto
Para depósitos aluviais com maior concentração de minerais associados, a diferença na susceptibilidade magnética específica, densidade, condutividade e flutuabilidade entre os minerais pode ser utilizada para separá-los por meio de um processo combinado de separação magnética, por densidade, elétrica e por flutuação. Por exemplo, a areia aluvial costeira contém minerais como magnetita, ilmenita, rutilo, areia zirconífera, monazita, areia marinha, etc. Primeiramente, a magnetita é separada por um campo magnético fraco, e em seguida a ilmenita é separada por um anel vertical com campo magnético de intensidade média. O anel vertical de alta intensidade remove outros minerais ferrosos, e então os de menor densidade são separados pelo método de separação gravimétrica. No caso da areia marinha, os minerais pesados são rutilo e areia zirconífera. O rutilo, com melhor condutividade, pode ser selecionado por separação elétrica, completando assim a separação eficaz desse tipo de mineral.
Separador magnético de anel vertical de alto gradiente
Caso de beneficência
Na Indonésia, os depósitos aluviais contêm magnetita, titanomagnetita, ilmenita, rutilo, areia de zircão, areia marinha e uma pequena quantidade de minerais contendo ferro.，Entre eles, ilmenita, rutilo e areia de zircão são os principais minerais alvo, e titanomagnetita, óxido de ferro, silicato de ferro e areia marinha são impurezas. Os minerais são separados e qualificados por métodos físicos, como separação magnética e separação gravimétrica. Todos os produtos concentrados são selecionados.
O tamanho das partículas da areia aluvial é uniforme, geralmente entre 0,03 e 0,85 mm. Os concentrados qualificados, como areia de ilmenita, rutilo e zircão, são separados por um processo de beneficiamento combinado que inclui separação magnética fraca, separação magnética média, separação magnética forte e separação por gravidade.
- O índice de beneficiamento é apresentado na Tabela 4.
Figura 1. Processo de teste de beneficiamento combinado de minério de areia aluvial
Tabela 4. Índices do Teste de Beneficiamento Conjunto
Utilizando a diferença na susceptibilidade magnética específica e na densidade entre os minerais, através do processo combinado de separação magnética fraca + magnética forte + gravitacional, foram selecionados concentrados de ilmenita com um rendimento de 25,37%, um teor de TiO2 de 46,39% e uma taxa de recuperação de 60,83%; concentrado de rutilo com um rendimento de 8,52%, teor de TiO2 de 66,15% e recuperação de 29,15%; e concentrado de zircão de placer com um rendimento de 40,15%, teor de ZrO2 de 58,06% e taxa de recuperação de 89,41%. O concentrado de ferro contém mais titanomagnetita, portanto, não foi possível selecionar produtos de concentrado de ferro qualificados.
Data da publicação: 20 de março de 2021