تعد معالجة خام التيتانيوم خطوة حاسمة في تلبية الطلب المتزايد في السوق على منتجات التيتانيوم. المصادر الرئيسية لمعادن التيتانيوم هي خامات صخور التيتانيوم وغرينيات التيتانيوم.
توجد خامات صخور التيتانيوم ، وخاصة التيتانوماغنيتيت - الإلمنيت ، في الغالب في مناطق مثل كندا والصين والهند وروسيا. من ناحية أخرى ، تتكون الغرينيات المصنوعة من التيتانيوم ، والمعروفة باسم رمال التيتانيوم ، بشكل أساسي من الإلمنيت والروتيل. توجد هذه الرواسب بشكل شائع في بيئات الرواسب الساحلية والنهرية في بلدان مثل جنوب إفريقيا وأستراليا والهند ودول أمريكا الجنوبية.
بالنظر إلى أن خامات صخور التيتانيوم تهيمن حاليا على مجموعة موارد التيتانيوم العالمية ، تركز هذه المقالة على طرق معالجة خام التيتانيوم.
عادة ما يشتمل مصنع معالجة خام التيتانيوم المصمم جيدا على وحدة توصيل للتكسير والطحن ، ووحدة إثراء ، ومعدات تكميلية. تشمل آلات الإنتاج شائعة الاستخدام الكسارات (مثل الكسارات الفكية والكسارات المخروطية) ، والمطاحن الكروية ، والمزالق الحلزونية ، والفواصل المغناطيسية ، وخلايا التعويم.
يخضع خام التيتانيوم لسلسلة من الخطوات لتحقيق المعالجة المثلى:
1. التكسير: في البداية ، يتم سحق خام التيتانيوم المستخرج وطحنه لإنتاج مساحيق بأحجام جزيئات متسقة. عادة ما يتم إجراء التكسير الخشن باستخدام كسارة فكية ، يليها تكسير دقيق باستخدام كسارة مخروطية.
2. الطحن: الطحن ضروري لتحقيق الدقة المناسبة المطلوبة للتعويم الفعال. يشيع استخدام مطحنة الكرة أو مطحنة القضيب للطحن. يتم طحن جزيئات خام التيتانيوم إلى حجم أصغر من 0.074 مم لتعزيز كفاءة التعويم.
3. الإثراء: فصل الجاذبية هو طريقة رئيسية تستخدم للتركيز الأولي أو المعالجة المسبقة لخام التيتانيوم المسحوق. تساعد هذه العملية في فصل معادن التيتانيوم القيمة عن مواد الشوائب.
تعد معالجة خام التيتانيوم جانبا مهما لضمان إمدادات ثابتة من منتجات التيتانيوم لمختلف الصناعات. من خلال استخدام تقنيات المعالجة الفعالة ، يمكن للصناعة تلبية الطلب المتزايد على مواد التيتانيوم مع تعظيم استخدام الموارد. يثبت فصل الجاذبية فعاليته في فصل معظم معادن الشوائب بكثافة أقل من 3 جم / سم مكعب عن المعادن الحاملة للتيتانيوم ، وعادة ما تكون أكثر كثافة من 4 جم / سم مكعب. يسهل استخدام آلات مثل الرقص والمزالق الحلزونية وطاولات الاهتزاز هذه العملية.
يعمل الفصل المغناطيسي على زيادة تركيز مركزات التيتانيوم الخام. تستخدم تقنيات مثل الفصل المغناطيسي منخفض الكثافة (LMS) والفصل المغناطيسي عالي التدرج (HGMS) بشكل شائع لاستعادة التيتانومغنتيت والإلمنيت ، على التوالي. تجيب هذه الطريقة أيضا على سؤال حول كيفية فصل التيتانيوم عن الحديد. تشتمل معدات الفصل المغناطيسي على فواصل مغناطيسية للأسطوانة ، وفواصل مغناطيسية للوحة ، وفواصل مغناطيسية عالية التدرج ذات الحلقة الرأسية.
يستغل الفصل الكهروستاتيكي الاختلافات في الموصلية بين المعادن داخل مركزات التيتانيوم الخام لاستعادة معادن التيتانيوم. عادة ما يتم استخدام نوع الأسطوانة ونوع اللوحة والفواصل الكهروستاتيكية من نوع لوحة الغربال.
من ناحية أخرى ، يتم استخدام فصل التعويم لفصل خام التيتانيوم الحبيبي الدقيق. يشيع استخدام الكواشف مثل حمض الكبريتيك وزيت القطران وحمض الأوليك وزيت الديزل والمستحلبات. تساعد معدات التعويم مثل خلايا التعويم في هذه العملية.
في حين أن كل طريقة لها مزاياها ، فإن الاستخدام الفردي غالبا ما يؤدي إلى نتائج دون المستوى الأمثل في معالجة خام التيتانيوم. ومن ثم ، غالبا ما يتم استخدام مجموعة من طرق الإثراء ، مع الترتيب اعتمادا على الظروف المحددة. على سبيل المثال ، في سيناريو نموذجي ، يخضع مسحوق التيتانيوم المطحون للفصل المغناطيسي متبوعا بفصل الجاذبية.
ينصح بإجراء اختبار معدن التيتانيوم قبل عمليات الفصل والاسترداد. يساعد هذا الاختبار في تخصيص عملية ومعدات الإثراء الأكثر فعالية وسليمة علميا ، والمصممة خصيصا لخصائص الخام وميزانية الاستثمار المتاحة. ويقلل هذا النهج من إهدار الموارد إلى أدنى حد ويضمن الاستخدام الأمثل.