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金红石(较纯的二氧化钛)

金红石是就是较纯的二氧化钛,一般含二氧化钛在95%以上,是提炼钛的重要矿物原料,但在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能,被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石本身是高档电焊条必须的原料之一,也是生产金红石型钛白粉的最佳原料。金红石中的二氧化钛广泛应用于光触媒材料中,添加镧系稀土元素、纳米氧化锌吸波材料、硅藻土、硅碳链纳米聚合物等纯天然矿物质,经科学配制和特殊加工工艺制作而成,其内部孔隙的孔径在0.27-0.98纳米之间,呈晶体排列,带弱电性,同时具有较好的光氧化活性;而甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯等有机物分子直径都在0.4-0.62纳米之间,且都是极性分子。通过rutile晶体结构独特的捕捉吸附功效,将甲醛、苯、TVOC等有毒气体牢牢锁住并分解,能有效净化室内空气,且不会造成二次污染。同时净化过程中产生负氧离子有效浓度达到2000ions左右。

金红石,是含钛的主要矿物之一。四方晶系,常具完好的四方柱状或针状晶形,集合体呈粒状或致密块状。暗红、褐红、黄或橘黄色,富铁者呈黑色;条痕黄色至浅褐色。金刚光泽,铁金红石呈半金属光泽。性脆,硬度6~6.5,密度4.2~4.3g/cm3,富含铁、铌、钽者密度增大,高者可达5.5g/cm3以上。能溶于热磷酸,冷却稀释后加入过氧化钠可使溶液变成黄褐色(钛的反应)。金红石可产于片麻岩、伟晶岩、榴辉(闪)岩体和砂矿中。

金红石是就是较纯的二氧化钛,一般含二氧化钛在95%以上,是提炼钛的重要矿物原料,但在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能,被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石本身是高档电焊条必须的原料之一,也是生产金红石型钛白粉的最佳原料。

TiO2,Ti60%,有时含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等。

鉴定特征:以其四方柱形、双晶、颜色为鉴定特征;可以和锡石(cassitoritc)区别;不溶于酸类,加入碳酸钠予以烧熔,则可溶解于硅酸,若再加入过氧化氢,可使溶液变为黄色。

Rutile一字;来自拉丁语Rutilus,指红色(Red),象征着金红石的颜色;

复四方双锥晶类,常具完好的四方柱状或针状晶形。常见单形为四方柱m、a和四方双锥s等,有时出现复四方柱和复四方双锥。

晶系和空间群:四方晶系,P42/mnm;

晶胞参数:a=45.9pm,c=29.6pm

粉晶数据:3.245(1)1.687(0.5)2.489(0.41)

硬度:6

比重:4.2-4.3g/cm3

断口:断口不平坦

颜色:红棕色、红色、黄色或黑色

条痕:浅棕色至浅黄色

透明度:透明到不透明

光泽:半金光泽至金属光泽

发光性:无

其他:有钛的反应

一轴晶(+),No=2.621,Ne=2.908,双反射率=0.2870。

金红石显微针状晶体常被包裹于石英、金云母、刚玉等晶体中,尤其在刚玉中呈六射星形分布形成星光红宝石和星光蓝宝石。金红石主要用于提取二氧化钛。制造光触媒产品。有少量金红石可用作宝石,还可作半导体和检波器。 [1]

形成于高温条件下,主要产于变质岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外,在火成岩中作为副矿物出现,也常呈粒状见于片麻岩中;金红石由于其化学稳定性大,在岩石风化后常转入砂矿

中国河南省方城县世界级特大型金红石矿床、湖北省枣阳市、世界著名产地有瑞典Binnental和Campolungo、俄罗斯乌拉尔、挪威的Kfagero、法国Limoges附近的Yrieix、瑞士、奥地利的Tyr01、美国的Georgia、NorthCarolifonia和Arkansas各州、澳洲NewSouthWales的北部和Queensland的南部,以及美国Florida州的东北部等地。

南召县金红石矿主要产在二叠纪宽坪群片岩、变粒岩、钭长角闪片岩和大理岩中,这套地层东起云阳镇的朱坪村,与方城县的柳河镇金红石矿区接壤;往西北方向经云阳的火石岈、鹿鸣山、官山、八里桥、小店的杨树林、留山的油坊、土门、玲珑山、张庄、城郊的小东庄到县城东的青峰山;经县城西的罗坪南山、周湾、贯沟等地直到马市坪乡的西北部,均有大面积出露,全长约50公里,最宽处6公里,最窄处1公里(指含矿地层)。金红石品位一般为2%,最高达4.1%。按省地勘二院提供的平均宽800米,采深50米估算,全县金红石矿石量达50 亿吨以上。这套含矿地层中,按照金红石粒度大小可分为粗、细两种类型,其中粗粒占90%。

(一)粗粒金红石矿矿体长数万米,一般3层,最多6层。矿石类型简单,为含金红石角闪片岩及斜长角闪片岩。主要有益组分金红石TiO2含量最高4.1%,平均2.2%。金红石为自形、半自形柱状,棕红色,油脂光泽,粒径0.02×0.12mm--0.12×0.8mm,嵌布在角闪岩、斜长石、绿帘石等脉石矿物之间。

(二)细粒金红石矿

矿体长数千米,一般10--20层。矿层以含金红石角闪片岩为主,所占比例为60%。其它含金红石云母片岩、斜长片岩、绿帘片岩次之。其金红石TiO2含量一般1.76--3.60%,平均2.00%。金红石的基本特征与粗粒近似,但粒度较细,大多在0.05--0.1mm 之间。

人造金红石

人造金红石又称合成金红石(syntheticrutile),系指利用化学加工方法,将钛铁矿中的大部分铁成分分离出去所生产的一种在成分上和结构性能上与天然金红石相同的富钛原料,其TiO2含量视加工工艺之不同波动在91%~96%,是天然金红石的优质代用品,大量用于生产氯化法二氧化钛,也可用于生产四氯化钛、金属钛以及搪瓷制品和电焊条药皮,还可用于生产人造金红石黄颜料。主要生产国家有澳大利亚、美国、日本、印度、马来西亚等,产量已超过天然金红石,主要原因是天然金红石贮量日渐枯竭,产量逐年下降。

应用价值

金红石是一种重要的金属和非金属矿物,从其中提炼的金属钛,由于具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能。由于中国金红石供应严重短缺,金红石型钛白粉的生产极其有限,绝大部分依赖国外进口,价格高达每吨20000元以上。我国金红石年生产量仅数千吨,而需求量已达十万吨以上,除了花费巨额外汇大量进口外,不足部分仍需用成本不菲的人造金红石等代替。因此,有关部门把金红石列入我国严重依赖国外资源的14种战略储备矿种之一。需要特别指出的是,我国金红石的主要消费领域是电焊条,尚不能满足,国际上则主要用于金红石型高档钛白粉,而这一用途的市场空间十分巨大。据有关外资企业人士估算,全球钛白粉产量约400万吨,如在未来20年内中国达到世界平均消费水平的话,年需求量将达到100万吨,其中至少一半以上为金红石型钛白粉。另据有关资料,已有数家外国公司准备在我国设厂生产金红石型钛白粉,为了获得稳定的原料来源,也正在积极联系金红石原料产地事宜。总之,未来金红石资源需求旺盛,市场空间巨大。 [2]


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