贵州水城县龙场钛矿的赋存特征及潜力分析研究

邢显波

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队，贵州六盘水553000）

纯金属钛在正常的条件下呈银白色，钛矿资源广泛的分布在地壳中，在地壳中的含量高于铜、锡等金属元素，低于钙、铁、铝等，按重量比例计算钛元素能够占地壳总重的0.6%以上。常温、常压条件状态下，钛金属的熔点在1725℃，具有高强的耐热性和可塑性、强度高、密度小等物理性能，在军事、化工、机械等领域有着重要的作用。全球钛资源十分稀缺，钛资源仅分布在有限的三十几个国家，而却大部分都集中分布在中国、澳大利亚、印度、美国、南非、加拿大等国家。其中，美国和澳大利亚的赋存形式以砂矿为主，中国和印度的赋存形式主要以岩矿为主，而南非砂矿和岩矿同时存在，并且具有较高的储量。目前，在世界经济衰退的影响下，钛产品及钛矿石的价格也在逐渐下跌，但我国产出的钛矿质量较高，所以相反，其价格略有上涨，尤其我国出产的钛精矿、金红石有更好的发展趋势[1]。在贵州省水城县龙场地区发现了新的钛资源，所以，对其成因、储量、找矿标志进行探明具有非常重要的经济意义。

1 中国钛矿资源储量与分布

美国在2014 年对全球地质资料勘察结果中显示，全球钛资源的赋存量共计7×108t，而我国钛矿资源的储量最为丰富，占据世界榜首，钛矿石储量能够达到2×108t 以上，是全球总量的28%。目前，我国在不断使用各种勘探方法探明和开发钛资源的分布情况，现已探明开发了21个区域，共开矿108处，这些已被探明的钛矿主要分布在河北省、海南省、广东省、四川省、云南省、广西省等地，其中四川省钛矿资源的赋存量最为丰富。根据我国2011 年全国矿藏勘察资料显示，已经探明的原生钛铁矿共计45处，主要分布于河北省和四川省，这两个区域也是我国钛矿资源的主要赋存地[2]。我国钛铁砂矿主要分布在广西省、广东省和海南省，共计85 处，总赋存储量可达到500×104t 以上。含钛金红石矿经济价值高，但比较稀缺，主要分布在山西省、河南省和湖北省等地，全国赋存储量仅200×104t。

2 贵州省水城县龙场钛矿区域地质环境

龙扬乡总占地面积为101.36km2，坐落在贵州省水城县南部，南高北低，高低海拔差约764m，最高位置海拔为1644m，最低处海拔为880m。东北侧临近垭都—紫云深大断裂地带，古生界至中生界沉积地层齐全，具有较厚的碳酸盐岩层，地层运动比较稳定，处亚热带高原季风气候带。在贵州省水城县进行初始地质勘探时期，在龙扬乡探测出6个钛矿体，都分布在二叠系玄武岩组上部，以碎粉、碎粒和层状形式赋存。矿体基岩的风化程度与走向和产状等基础条件间的存在联系非常密切[3]。

3 矿体、矿石特征

由贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队提交，普查目的为贵州六盘水东宏矿业有限公司提供普查区内钛矿赋存情况及资源量。野外普查年限为2015年12 月～2016 年5 月，完成钻探进尺1238.25m、探槽86.02m3、剥土101.3m、老硐31.2m，目前地勘费总投入212.11万元。龙扬地区钛矿的主要组成结构为脉石矿物和石油金属矿物，在脉石矿物中包含复杂的成分，由8种矿物结构组成，其中石英、褐铁矿、粘土这三类物质占总质量的98%。通过进行直接视觉观察分析，矿石大部分呈红褐色和灰白色，矿石被风化效果明显，许多矿石呈泥质结构或杏仁状；还有少许矿石中含有黑色铁质，并以条状浸染或者脉状形式存在。矿区属风化残积型矿床，勘探类型以Ⅰ为主。初步确定共有6个矿体，单工程矿体厚0.68～10.4m，平均厚5.54m。矿区水文地质条件简单，开采方式为露天开采。矿石类型主要为金红石、锐钛矿，单工程见矿品位TiO2为6.70%～8.12%，平均品位7.41%。勘探程度质量符合规范要求，基本满足普查设计需要，估算钛矿矿石资源量（333）+（334？）共计768.56×104t，TiO2金属赋存量52.53×104t，其中333为585.80×104t，金属量39.63×104t，334?为182.76×104t，金属量12.9×104t。

根据岩矿鉴定及阶段性选冶试验资料，初步确定矿区钛矿石由金属矿物及脉石矿物组成。主要有8种矿物组成，以粘土矿物为主，褐铁矿矿物次之，再次为石英等。上述三种矿物占矿石矿物总量的98%以上，具体矿物成分见表1。

表1 钛矿矿石矿物成分

4 选矿阶段试验及结果

在勘查区西南部龙场街附近取选冶试验样1 件送昆明冶金研究院进行试验，本阶段选冶试验采用重磁选试验研究和浮选试验研究两种进行试验。为方便起见，试验过程中的产品名称代号定义为：原矿为Y，精矿为K，中矿为n，尾矿为X，试验编号为LPS-阿拉伯数字-产品代号，如：LPS-1-K、LPS-1-X、LPS-1-Y等[4]。

4.1 重磁选试验研究

无论是通过提高磨矿细度或者提高磁场强度，精矿产品中TiO2均未得到富集，在低磁场强度下，弱磁产品中钛含量反而降低，说明矿物中的钛矿物基本没有磁性，通过磁选方法无法实现钛矿物的分选。在粗粒级时，摇床和螺旋溜槽重产品都有少量钛的富集，但富集比较低，没有实际工业价值。随着磨矿细度的增加，重产品中钛品位逐渐降低，回收率逐渐降低。因此，重选方案不适用于该矿物的分选[5]。

4.2 浮选试验研究

（1）捕收剂遴选试验。使用脂肪酸盐和羟肟酸盐作捕收剂，选择性都较差，精矿品位较低；使用膦酸脂类捕收剂选择性和捕收性能都不如脂肪酸类。在经过对多种捕收剂进行验证试验后，经过多次论证得到多元复配捕收剂KMH2，在浮选该类型钛矿物时取得相对较好的指标，TiO2品位达到21.06%，回收率达到48.76%。因此，采用KMH2为该矿物的浮选捕收剂。

（2）钛精矿多元素考察。通过对KMH2为捕收剂进行浮选所得产品进行多元素考察。从钛精矿多元素分析可知，以高岭石为主的脉石矿物已经大量脱出，含铁矿物呈现明显富集，Fe2O3含量达到53.61%。只要能够有效脱出Fe2O3，那么钛品位将自然得到大幅提高。因此，采用KMH2为捕收剂得到的浮选精矿主要是铁钛混合精矿，矿物中的含铝硅酸盐矿物已基本得到分离，下一步的工作是如何有效脱出铁矿物，得到合格的钛精矿。

（3）提钛降铁全流程攻关试验。选择合适的第二种抑制剂D2来抑制铁矿物浮选钛矿物，强化混选捕收剂KMH2在铁钛分离过程中降低对铁的选择性而钛不损失，或者还有更好的捕收剂对铁不起捕收作用而只捕收钛，这都是本矿区对于钛矿选冶性试验将面临的全新问题，通过实验中抑制剂条件试验看出，在铁钛分离时，选择COMS作铁的抑制剂，分离效果相对较好，钛品位达到32.68%。但钛的回收率只有35.23%。通过对钛精矿和铁精矿的考察，发现钛在铁精矿里的损失率较高。

5 结语

根据此次普查工作取得的成果资料，龙扬地区内钛矿资源量达到大型矿床规模。初步确定该区域钛矿矿物为金红石，是我国为数不多大型金红石矿。根据勘查区矿体品位、全球钛矿分布情况、目前价格走势及市场对钛的需求情况，总体来说勘查区内钛矿资源对矿山发展将取得一定效益，能更好地带动周边经济的发展，为更多人提供就业岗位。