在2025年，鈦精礦行業(yè)正處于重要的發(fā)展節(jié)點。作為重要的工業(yè)原料，鈦精礦在航空航天、國防軍工、醫(yī)療衛(wèi)生等眾多領(lǐng)域都有著不可或缺的應(yīng)用。全球?qū)Ω叨蒜伄a(chǎn)品的需求持續(xù)增長，這使得鈦精礦的市場關(guān)注度不斷提高。然而，鈦精礦的生產(chǎn)面臨著資源品質(zhì)差異大等問題，特別是中國鈦資源中，高鈣鎂鈦精礦占比較大，如何高效分選除雜成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵難題。
鈦精礦是制備高端鈦產(chǎn)品的關(guān)鍵原料，像金屬鈦和氯化法鈦白等高端產(chǎn)品的生產(chǎn)，都離不開它。其中，四氯化鈦作為高端鈦產(chǎn)品生產(chǎn)的重要中間原料，其制備工藝中，沸騰氯化法因規(guī)模大、效率高，成為主要發(fā)展方向。
中國鈦資源儲量雖然豐富，但存在貧、細、雜的問題。鈦鐵礦平均品位一般在 5% - 10%，鈣、鎂雜質(zhì)常以硅酸鹽形式與有用礦物緊密連生。經(jīng)過選礦后，鈦精礦雜質(zhì)含量依舊較高，電爐冶煉后得到的鈦渣中 CaO、MgO 之和遠大于 1.5%，難以滿足沸騰氯化爐料的要求。為滿足高端鈦產(chǎn)品生產(chǎn)需求，中國每年不得不進口數(shù)百萬噸優(yōu)質(zhì)鈦礦，這凸顯了中國鈦精礦行業(yè)在資源利用上的困境。
在鈦精礦的粗選階段，磁選是常用的方法之一。由于釩鈦磁鐵礦中的有價礦物釩鈦磁鐵礦為強磁性礦物，鈦鐵礦為磁性礦物，而硅酸鹽礦物無磁性，因此可以利用磁選拋除選鐵尾礦中的脈石礦物。
在磁選設(shè)備方面，高梯度磁選機較為先進。例如，新型 ZQS 高梯度磁選機對攀鋼本部礦樣、秀水河礦樣和紅格礦樣等細粒級試樣(-0.038mm>95%)進行磁選研究時，其回收率分別達到了 86.80%、82.26% 和 77.78%，精礦品位提高了 5% - 12%。不過，磁選也存在一定的局限性，非磁性或弱磁性的脈石礦物可能與鈦鐵礦聚團，導(dǎo)致分選效果減弱，在提高回收率的同時精礦品位會降低，后續(xù)仍需進一步分選。
重選也是鈦精礦粗選的重要工藝。由于部分脈石具有弱磁性，僅靠強磁選難以完全拋除，需要重選協(xié)助作業(yè)，以提高浮選給礦鈦品位。重選是利用被選礦物形狀、密度、粒度大小之間的差距以及其在介質(zhì)中不同的沉降速率與方向來達到分選目的。常用的重選設(shè)備有螺旋溜槽、分級搖床、離心機等。
采用分級搖床工藝，對強磁預(yù)選粗精礦進行選別，對云南某細粒鈦鐵礦采用弱磁 - 強磁 - 分級搖床重選聯(lián)合流程。螺旋溜槽與分級搖床聯(lián)合作業(yè)時，可取得品位為 33.01%、產(chǎn)率為 6.61%、回收率為 35.91% 的粗鈦精礦產(chǎn)品，但因其產(chǎn)率及回收率過低，難以實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。
離心機精礦通過搖床再精選，可進一步提高品位至 45.12%，但回收率下降至 18.02% 。懸振錐面選礦機可將鈦鐵礦回收粒度下限降至 0.01mm，富集后可獲得精礦品位為 21.45%、回收率為 34.56% 的重選精礦?？傮w來看，國內(nèi)外關(guān)于鈦鐵礦重選的研究有限，重選作業(yè)流程復(fù)雜，提高品位能力有限，且回收率下降至 35% - 45%，易造成資源浪費。另外，鈦精礦表面吸附的浮選藥劑會改變其在重選介質(zhì)中的分散狀態(tài)，在鈦精礦入爐冶煉之前再次進行重選，預(yù)計難以達到理想效果。
磁、重選的核心技術(shù)在于高效分級拋尾和回收細粒級。經(jīng)過預(yù)拋尾及粗選后的粗精礦能滿足浮選對入料粒度、品位的要求，減少浮選過程中藥劑使用量，避免礦漿泥化。在鈦精礦脫鈣鎂精選時，應(yīng)延續(xù)粒度要求，避免磨礦作業(yè)及礦漿泥化。鑒于重選提高鈦品位能力有限，對于鈦精礦入爐冶煉前的除雜，建議磁化焙燒后再次進行強磁選，去除夾帶脈石，預(yù)計可達到一定分離效果。
經(jīng)過粗選后，鈦粗精礦品位可提升至 20% 以上，但鈣鎂硅類雜質(zhì)含量仍較高，需要進行精選。電選是精選方法之一，常用于處理磁選及重選后的粗精礦。不過，電選對入料粒度要求較高，需大于 0.045mm，適合分選回收粒度較粗的鈦鐵礦，適用于鈦鐵礦砂礦的分選，并不適用于鈦鐵礦巖礦的精選，工業(yè)應(yīng)用規(guī)模較小。而且，隨著浮選技術(shù)的快速發(fā)展，電選在生產(chǎn)中逐漸被淘汰。
浮選是獲得品位合格鈦精礦最普遍的選礦方法，主要任務(wù)是提高鈦鐵礦品位，脫除硅鈣鎂類脈石礦物。并且鈦鐵礦中硅酸鹽脈石礦物含量高、粒度細，給開發(fā)新型高效浮選藥劑和浮選工藝流程帶來挑戰(zhàn)。目前，可以從浮選前礦物改性、浮選中利用捕收劑和抑制劑強化界面調(diào)控兩方面入手，改善浮選效果。
浮選前礦物改性：由于鈦鐵礦與鈦輝石表面性質(zhì)相似，在浮選前可通過物理方法對其表面進行處理，擴大二者表面性質(zhì)的差異，從而實現(xiàn)藥劑的選擇性吸附。常見的改性方法有表面磁化、微波處理、超聲處理等。對鈦鐵礦表面進行磁化，顯著擴大了鈦鐵礦與鈦輝石的磁性差異，磁化改性后的鈦鐵礦回收率可由 69.90% 增長至 90.26%，精礦品位由 43.65% 增長至 49.16%。微波處理可將鈦鐵礦砂礦的回收率提高 10% - 20% 。有研究對磁選后的粗精礦進行微波處理，以油酸鈉作為捕收劑進行浮選，微波處理后得到的鈦精礦回收率提高了 30%，而鈦輝石并無顯著變化。雖然這些礦物改性方法目前未大規(guī)模投入工業(yè)應(yīng)用，但良好的分離效果具有一定的現(xiàn)實意義。
浮選捕收劑：在鈦精礦的工業(yè)浮選中，常用的捕收劑為油酸鈉，屬于脂肪酸類捕收劑。研究表明，當(dāng)油酸鈉與其他新型捕收劑聯(lián)用，可有效提高鈦鐵礦的回收率。例如，十二烷基二甲基甜菜堿(BS - 12)與油酸鈉聯(lián)用時，組合捕收劑能選擇性絮凝鈦鐵礦，增大鈦鐵礦粒徑，使其更容易浮出，在強酸性環(huán)境下，鈦鐵礦的回收率超過了 90%。噻吩磷酸(SPA)與油酸鈉(NaOL)聯(lián)用時，二者相互作用可提高 NaOL/SPA 混合物的吸附能力，在最佳條件下回收率可達 97%。羥肟酸類藥劑作為捕收劑浮選鈦鐵礦時，在最佳條件下鈦鐵礦回收率能達到最大值 81.9%。苯甲羥肟酸(BHA)與油酸鈉聯(lián)用時，在鉛離子存在的環(huán)境下，較強的協(xié)同作用可使鈦鐵礦的回收率達到 92.9%。
浮選調(diào)整劑：在鈦鐵礦的浮選中，常用含硅抑制劑如水玻璃來抑制硅鈣類脈石礦物如鈦輝石等。通常，水玻璃的模數(shù)越大，抑制效果越好。除水玻璃外，氟硅酸鈉也可作為鈦輝石抑制劑。采用單一抑制劑得到的鈦精礦品位較低，開發(fā)新型硅酸鹽礦物抑制劑對鈦鐵礦的浮選有著重要的推動作用。有機物及其大分子聚合物也逐步作為硅酸鹽抑制劑使用。新型聚合抑制劑聚苯乙烯磺酸鈉(PSSNa)可阻斷油酸鈉在鈦輝石表面活性離子與 Mg、Fe、Al、Ca 的相互作用，擴大油酸鈉在鈦輝石和鈦鐵礦表面吸附量差距，從而抑制鈦輝石的上浮。含磷類抑制劑六偏磷酸鈉可使鈦鐵礦上浮率為 70% 左右，鈦輝石的上浮率維持在 10% 以內(nèi)，分離效果良好。部分有機抑制劑的抑制選擇性不強，例如羧甲基纖維素對鈦鐵礦和鈦輝石均具有很強的抑制性，但與其他種類抑制劑相比，有機抑制劑毒性更小，且成本低廉，易于工業(yè)生產(chǎn)。
《2025-2030年全球及中國鈦精礦行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報告》指出，當(dāng)前鈦鐵礦浮選核心技術(shù)可概括為礦物表面改性和開發(fā)新型浮選藥劑，這對于鈦的冶煉前脫硅除雜有著重要的指導(dǎo)意義。上述選礦工藝會使產(chǎn)品鈦精礦具有粒度細、表面疏水性強的特征。在鈦精礦的脫鈣鎂精選過程中，需注意礦物表面性質(zhì)。鈦精礦作為浮選產(chǎn)品，其表面吸附的藥劑會對后續(xù)分離產(chǎn)生一定的干擾。當(dāng)再次進入到溶液環(huán)境中，表面疏水基團可能會導(dǎo)致疏水聚團，內(nèi)部裹挾部分脈石礦物，分離效果變差。建議在精選過程中充分利用鈦精礦表面已吸附藥劑，防止藥劑過量添加，強化聚團行為。
2025年的鈦精礦行業(yè)，高端鈦產(chǎn)品需求旺盛，但中國高鈣鎂鈦資源在用于沸騰氯化法生產(chǎn)時面臨諸多難題。從選礦角度來看，現(xiàn)有的鈦精礦選礦方法各有優(yōu)劣。粗選階段的磁選和重選，能夠?qū)崿F(xiàn)鈦精礦的預(yù)富集，但存在一定的局限性;精選階段的電選適用范圍有限，浮選雖然是主流方法，但也面臨著鈦鐵礦與脈石礦物分離困難等問題。
為推動中國鈦精礦行業(yè)的發(fā)展，提高資源利用率，在鈦精礦入爐冶煉前進行高效分選除雜至關(guān)重要。這不僅有利于提升電爐鈦渣品質(zhì)，還能為中國沸騰氯化法和高端鈦產(chǎn)品發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)原料保障。未來，應(yīng)著重研究擴大鈣鎂硅酸鹽與鈦鐵礦的表面性質(zhì)差異，開發(fā)更具選擇性的硅酸鹽抑制劑，加強選擇性聚團行為等技術(shù)，以實現(xiàn)鈦精礦的高效除雜。只有不斷突破技術(shù)瓶頸，才能讓中國鈦精礦行業(yè)在全球市場中占據(jù)更有利的地位，滿足國內(nèi)高端鈦產(chǎn)品生產(chǎn)的需求，保障戰(zhàn)略資源的安全供應(yīng)。
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