Typen en wereldwijde distributie van titaniumafzettingen

Invoering

Titanium is het negende meest voorkomende element in de aardkorst, maar wordt nooit als inheems metaal aangetroffen. Het komt voor in oxidemineralen, en slechts twee daarvan zijn economisch belangrijk: ilmeniet (FeTiO₃) en rutiel (TiO₂), met leukoxeen, een gewijzigd ilmeniet rijk aan titaniumdioxide, als derde commerciële voeding. Waar deze mineralen zich concentreren, bepaalt hoe ze worden gewonnen en verwerkt, en uiteindelijk hoe de titaniumgrondstof de metaalproducenten bereikt.

Type 1: Hard-stortingen (primair).

Harde{0}}afzettingen zijn magmatische of metamorfe formaties die rechtstreeks uit gesteente worden gewonnen. De meest voorkomende soorten zijn:

Magmatische ilmeniet-magnetietafzettingen:gelaagde indringers waar ilmeniet samen met magnetiet kristalliseert; dit zijn belangrijke bronnen in Canada, China en Noorwegen.

Anorthosiet-geassocieerde ilmenietafzettingen:grof ilmeniet in anorthosietcomplexen, gewerkt in Canada en Madagaskar.

Titanomagnetietafzettingen:vanadium-met magnetiet met ilmenietlamellen, verwerkt voor ijzer, vanadium en titanium.

Perovskiet en rutiel-met metamorfe gesteenten:kleine maar lokaal belangrijke bronnen.

Harde gesteente-ertsen vereisen verbrijzeling, vermaling en fysieke concentratie (zwaartekracht, magnetische en elektrostatische scheiding) om ilmenietconcentraat te produceren.

Type 2: Placer en strand-Zandafzettingen

Placerafzettingen ontstaan ​​wanneer door weersinvloeden resistente zware mineralen vrijkomen en rivieren en golven deze in strand- en duinzand sorteren. De zware-minerale suite bevat doorgaans ilmeniet, rutiel, leukoxeen, zirkoon en monaziet, die in een droge fabriek worden gescheiden met behulp van zwaartekracht, magnetische en elektrostatische methoden. Strand-zandafzettingen domineren de mondiale rutielvoorraad en leveren het grootste deel van 's werelds ilmenietvoeding voor de chloride- en sulfaatpigmentprocessen.

Wereldwijde distributie

Meer dan dertig landen beschikken over titaniumbronnen, maar de productie is geconcentreerd. Australië en Zuid-Afrika zijn de grootste leveranciers van zandilmeniet en rutiel; De oost- en westkust van Australië en de Richardsbaai in Zuid-Afrika zijn klassieke productiegebieden. Canada en China produceren voornamelijk uit harde- ilmeniet- en titanomagnetietafzettingen, en India bewerkt zowel harde- zandafzettingen als zandafzettingen aan de kust, waaronder het strandzand van Kerala. Kleinere maar belangrijke producenten zijn onder meer Oekraïne, Brazilië, Sri Lanka, Sierra Leone en de Verenigde Staten. De exacte rangorde van de productie verandert afhankelijk van de levensduur van de mijn, de vraag naar pigmenten en de economie van het erts-lichaam, dus kopers moeten de huidige productiestatistieken verifiëren uit officiële minerale-jaarboekbronnen.

Van erts tot metaal: de toeleveringsketen

Titaniummetaal wordt niet zoals ijzer gesmolten. Ertsconcentraten worden omgezet in titaniumtetrachloride (TiCl₄) en vervolgens gereduceerd tot titaniumsponsmetaal door het Kroll-proces, waarbij magnesium TiCl₄ reduceert in een afgesloten retort. De spons wordt vermalen, gemengd en gesmolten, meestal door vacuümbooghersmelten (VAR), tot blokken, die vervolgens worden gesmeed, gerold en tot plaat, plaat, buis, staaf en draad worden getrokken. Omdat deze keten energie-intensief en langzaam is, reageren de prijzen van titaniummetaal sterk op de sponscapaciteit, en zijn de doorlooptijden voor walsproducten langer dan voor staal. Voor kopers van titanium is het afzettingstype in de bronregio een nuttige indicator van de kostenstructuur: zandbewerkingen produceren doorgaans consistente, hoogwaardige voeding, terwijl hardsteenbewerkingen een grotere schaal bieden.

Waarom stortingstypen belangrijk zijn voor kopers

Ilmeniet is de dominante grondstof voor zowel sulfaat- als chloridepigmentroutes en voor titaniumslakken die worden gebruikt bij de metaalproductie; rutiel heeft de voorkeur voor de chlorideroute en voor het lassen van titaniumdioxide van -kwaliteit vanwege het hogere TiO₂-gehalte. De beschikbaarheid en kwaliteit van rutiel versus ilmeniet beïnvloeden de pigmentkosten, en de vraag naar pigmenten stimuleert op zijn beurt de markt voor titaniumgrondstoffen. Door inzicht te krijgen in de minerale kant van de keten kunnen inkoopteams anticiperen op prijsbewegingen en aanbodbeperkingen.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de belangrijkste titaniumertsmineralen?

Ilmeniet (FeTiO₃) en rutiel (TiO₂), met leucoxeen als gewijzigd ilmenietproduct. Samen zijn ze verantwoordelijk voor vrijwel al het commerciële titaniumvoer.

Wat is het verschil tussen harde- rots- en zandafzettingen?

Harde{0}} afzettingen van gesteente worden gewonnen uit gesteente en moeten worden vermalen en geconcentreerd; zandafzettingen worden vooraf-geconcentreerd door natuurlijke verwering en sortering en zijn goedkoper te verwerken.

Welke landen produceren het meeste titaniumerts?

Australië en Zuid-Afrika zijn koploper op het gebied van zandilmeniet en rutiel; Canada, China en India produceren aanzienlijke hoeveelheden hard-gesteente en zand. De ranglijsten veranderen afhankelijk van de mijneconomie en de vraag.

Hoe wordt titaniummetaal gemaakt uit erts?

Erts wordt omgezet in titaniumtetrachloride en gereduceerd tot spons door het Kroll-proces, en vervolgens gesmolten door vacuümbooghersmelten tot blokken die tot walsproducten worden gerold.

Waarom is titaniummetaal duurder dan staal?

De Kroll-reductieroute is batchgebaseerd en energie-intensief-, in tegenstelling tot het continu smelten van ijzer, en de stroomafwaartse smelt- en verwerkingsstappen zijn kostbaar. Het aanbod wordt ook beperkt door de sponscapaciteit.

Is rutiel beter dan ilmeniet?

Rutiel heeft een hoger TiO₂-gehalte en heeft de voorkeur voor de chloridepigmentroute en lasvloeimiddelen; ilmeniet is goedkoper en veel overvloediger aanwezig. Beide zijn essentieel voor de sector.