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金紅石是就是較純的二氧化鈦,一般含二氧化鈦在95%以上,是提煉鈦的重要礦物原料,但在地殼中儲量較少。它具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、高強度、小比重等優異性能,被廣泛用于軍工航空、航天、航海、機械、化工、海水淡化等方面。金紅石本身是高檔電焊條必須的原料之一,也是生產金紅石型鈦白粉的最佳原料。

1 金紅石 -概述

金紅石金紅石
金紅石的化學成分主要包括:TiO2,Ti60%,有時含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等;其名稱來源:Rutlle一字;來自拉丁語Rutilus,指紅色(Red),象徵著金紅石的顏色。

其主要特徵為:以其四方柱形、雙晶、顏色為鑒定特徵;可以和錫石(cassitoritc)區別;不溶於酸類,加入碳酸鈉予以燒熔,則可溶解於硅酸,若再加入過氧化氫,可使溶液變為黃色;

因為形成於高溫條件下,主要產於變質岩系的含金紅石石英脈中和偉晶岩脈中。此外,在火成岩中作為副礦物出現,也常呈粒狀見於片麻岩中;金紅石由於其化學穩定性大,在岩石風化后常轉入砂礦。

金紅石作為副礦物產於花崗岩、偉晶岩、片麻岩、雲母片岩和榴輝岩等岩石中,也以碎屑或砂礦形式分佈於沉積岩或沉積物中。金紅石主要用於提取鈦和製造白色顏料。

2 金紅石 -產地及種類

金紅石金紅石

中國河南省方城縣世界級特大型金紅石礦床、世界著名產地有瑞典Binnental和Campolungo、俄羅斯烏拉爾、挪威的Kfagero、法國Limoges附近的Yrieix、瑞士、奧地利的Tyr01、美國的Georgia、NorthCarolifonia和Arkansas各州、澳洲NewSouthWales的北部和Queensland的南部,以及美國Florida州的東北部等地。

金紅石的品種有黑色金紅石,這是富含鐵的緣故,這種變種稱為鐵金紅石;也有的以纖細的針狀晶體形成於石英中,稱之為發光金紅石;有時金紅石在剛玉、石英及其它礦物中,形成針狀包裹體,而呈現「貓眼」或「星光」效應。

3 金紅石 -結構性質

金紅石金紅石

【1】晶體形態
復四方雙錐晶類,常具完好的四方柱狀或針狀晶形。常見單形為四方柱m、a和四方雙錐s等,有時出現復四方柱和復四方雙錐。

【2】晶體結構
晶系和空間群:四方晶系,P42/mmm;紅棕色、紅色、黃色或黑色,晶胞參數:a0=4.59埃,c0=2.96埃;粉晶數據:3.245(1)1.687(0.5)2.489(0.41)

【3】其他性質
硬度:6,比重:4.2-4.3g/cm3;解理:平行中等斷口:斷口不平坦;顏色:紅棕色、紅色、黃色或黑色;條痕:淺棕色至淺黃色;透明度:透明到不透明;光澤:半金光澤至金屬光澤

4 金紅石 -應用價值

金紅石金紅石
金紅石是一種重要的金屬和非金屬礦物,從其中提煉的金屬鈦,由於具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、高強度、小比重等優異性能,被廣泛用于軍工航空、航天、航海、機械、化工、海水淡化等方面。金紅石本身是高檔電焊條必須的原料之一,也是生產金紅石型鈦白粉的最佳原料。由於中國目前金紅石供應嚴重短缺,金紅石型鈦白粉的生前極其有限,絕大部分依賴國外進口,價格高達每噸20000元以上。

目前中國金紅石年生產量僅數千噸,而需求量已達十萬噸以上,除了花費巨額外匯大量進口外,不足部分仍需用成本不菲的人造金紅石等代替。因此,有關部門把金紅石列入中國嚴重依賴國外資源的14種戰略儲備礦種之一。需要特別指出的是,目前中國金紅石的主要消費領域是電焊條,尚不能滿足,國際上則主要用於金紅石型高檔鈦白粉,而這一用途的市場空間十分巨大。據有關外資企業人士估算,目前全球鈦白粉產量約400萬噸,如在未來20年內中國達到世界平均消費水平的話,年需求量將達到100萬噸,其中至少一半以上為金紅石型鈦白粉。另據有關資料,目前已有數家外國公司準備在中國設廠生產金紅石型鈦白粉,為了獲得穩定的原料來源,也正在積極聯繫金紅石原料產地事宜。總之,未來金紅石資源需求旺盛,市場空間巨大。

5 金紅石 -主要用途

金紅石金紅石
金紅石顯微針狀晶體常被包裹於石英、金雲母、剛玉等晶體中,尤其在剛玉中呈六射星形分佈形成星光紅寶石和星光藍寶石。金紅石主要用於提取鈦。製造白色顏料鈦白粉。有少量金紅石可用作寶石,還可作半導體和檢波器。可以製作成金紅石型二氧化鈦

金紅石型鈦白粉br-601是經超細化處理后,由鈦、硅、鋁等多元無機複合包膜和特殊有機表面處理的通用級金紅石型鈦白粉,具有優質耐候性和遮蓋力,廣泛應用於塑料、橡膠、造紙和高級塗料領域,更適用於塑鋼型材、色母粒以及粉末塗料等高分子體系,以及溶劑型油漆和油墨等室外高耐候環境。金紅石二氧化鈦是一種性能優異的白色顏料,由於其出色的性能,如高遮蓋力、高耐侯性、高光澤等,越來越受到塗料配方者的青睞。

金紅石型二氧化鈦的折射率為2.75[1],是所有白色顏料中折射率最大的一種,因此具有最強的遮蓋力。影響金紅石型二氧化鈦遮蓋力的因素除本身折射率、粒徑、粒徑分佈和分散性等因素外,塗料中其他成分對金紅石型二氧化鈦遮蓋力也有很大的影響。

6 金紅石 -資源概況

金紅石金紅石
南召縣金紅石礦主要產在二疊紀寬坪群片岩、變粒岩、鈄長角閃片岩和大理岩中,這套地層東起雲陽鎮的朱坪村,與方城縣的柳河鎮金紅石礦區接壤;往西北方向經雲陽的火石岈、鹿鳴山、官山、八里橋、小店的楊樹林、留山的油坊、土門、玲瓏山、張庄、城郊的小東庄到縣城東的青峰山;經縣城西的羅坪南山、周灣、貫溝等地直到馬市坪鄉的西北部,均有大面積出露,全長約50公里,最寬處6公里,最窄處1公里(指含礦地層)。金紅石品位一般為2%,最高達4.1%。按省地勘二院提供的平均寬800米,采深50米估算,全縣金紅石礦石量達50 億噸以上。這套含礦地層中,按照金紅石粒度大小可分為粗、細兩種類型,其中粗粒佔90%。

(一)粗粒金紅石礦     
礦體長數萬米,一般3層,最多6層。礦石類型簡單,為含金紅石角閃片岩及斜長角閃片岩。主要有益組分金紅石TiO2含量最高4.1%,平均2.2%。金紅石為自形、半自形柱狀,棕紅色,油脂光澤,粒徑0.02×0.12mm----0.12×0.8mm,嵌布在角閃岩、斜長石、綠簾石等脈石礦物之間。

(二)細粒金紅石礦
礦體長數千米,一般10----20層。礦層以含金紅石角閃片岩為主,所佔比例為60%。其它含金紅石雲母片岩、斜長片岩、綠簾片岩次之。其金紅石TiO2含量一般1.76--3.60%,平均2.00%。金紅石的基本特徵與粗粒近似,但粒度較細,大多在0.05--0.1mm 之間。

7 金紅石 -人造金紅石

金紅石金紅石
人造金紅石又稱合成金紅石(syntheticrutile),系指利用化學加工方法,將鈦鐵礦中的大部分鐵成分分離出去所生產的一種在成分上和結構性能上與天然金紅石相同的富鈦原料,其TiO2含量視加工工藝之不同波動在91%~96%,是天然金紅石的優質代用品,大量用於生產氯化法二氧化鈦,也可用於生產四氯化鈦、金屬鈦以及搪瓷製品和電焊條葯皮,還可用於生產人造金紅石黃顏料。主要生產國家有澳大利亞、美國、日本、印度、馬來西亞等。目前產量已超過天然金紅石,主要原因是天然金紅石貯量日漸枯竭,產量逐年下降。
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