2025年钛精矿行业现状分析：微波处理可将钛精矿市场回收率提高20%

  在2025年，钛精矿行业正处于重要的发展节点。作为重要的工业原料，钛精矿在航空航天、国防军工、医疗卫生等众多领域都有着不可或缺的应用。全球对高端钛产品的需求持续增长，这使得钛精矿的市场关注度不断提高。然而，钛精矿的生产面临着资源品质差异大等问题，特别是中国钛资源中，高钙镁钛精矿占比较大，如何高效分选除杂成为行业发展的关键难题。

  一、钛精矿的重要地位与行业困境

  钛精矿是制备高端钛产品的关键原料，像金属钛和氯化法钛白等高端产品的生产，都离不开它。其中，四氯化钛作为高端钛产品生产的重要中间原料，其制备工艺中，沸腾氯化法因规模大、效率高，成为主要发展方向。

  中国钛资源储量虽然丰富，但存在贫、细、杂的问题。钛铁矿平均品位一般在 5% - 10%，钙、镁杂质常以硅酸盐形式与有用矿物紧密连生。经过选矿后，钛精矿杂质含量依旧较高，电炉冶炼后得到的钛渣中 CaO、MgO 之和远大于 1.5%，难以满足沸腾氯化炉料的要求。为满足高端钛产品生产需求，中国每年不得不进口数百万吨优质钛矿，这凸显了中国钛精矿行业在资源利用上的困境。

  二、钛精矿粗选工艺分析

  (一)磁选：钛精矿预富集的重要手段

  在钛精矿的粗选阶段，磁选是常用的方法之一。由于钒钛磁铁矿中的有价矿物钒钛磁铁矿为强磁性矿物，钛铁矿为磁性矿物，而硅酸盐矿物无磁性，因此可以利用磁选抛除选铁尾矿中的脉石矿物。

  在磁选设备方面，高梯度磁选机较为先进。例如，新型 ZQS 高梯度磁选机对攀钢本部矿样、秀水河矿样和红格矿样等细粒级试样(-0.038mm>95%)进行磁选研究时，其回收率分别达到了 86.80%、82.26% 和 77.78%，精矿品位提高了 5% - 12%。不过，磁选也存在一定的局限性，非磁性或弱磁性的脉石矿物可能与钛铁矿聚团，导致分选效果减弱，在提高回收率的同时精矿品位会降低，后续仍需进一步分选。

  (二)重选：辅助钛精矿分选的有效方式

  重选也是钛精矿粗选的重要工艺。由于部分脉石具有弱磁性，仅靠强磁选难以完全抛除，需要重选协助作业，以提高浮选给矿钛品位。重选是利用被选矿物形状、密度、粒度大小之间的差距以及其在介质中不同的沉降速率与方向来达到分选目的。常用的重选设备有螺旋溜槽、分级摇床、离心机等。

  采用分级摇床工艺，对强磁预选粗精矿进行选别，对云南某细粒钛铁矿采用弱磁 - 强磁 - 分级摇床重选联合流程。螺旋溜槽与分级摇床联合作业时，可取得品位为 33.01%、产率为 6.61%、回收率为 35.91% 的粗钛精矿产品，但因其产率及回收率过低，难以实现工业应用。

  离心机精矿通过摇床再精选，可进一步提高品位至 45.12%，但回收率下降至 18.02% 。悬振锥面选矿机可将钛铁矿回收粒度下限降至 0.01mm，富集后可获得精矿品位为 21.45%、回收率为 34.56% 的重选精矿。总体来看，国内外关于钛铁矿重选的研究有限，重选作业流程复杂，提高品位能力有限，且回收率下降至 35% - 45%，易造成资源浪费。另外，钛精矿表面吸附的浮选药剂会改变其在重选介质中的分散状态，在钛精矿入炉冶炼之前再次进行重选，预计难以达到理想效果。

  磁、重选的核心技术在于高效分级抛尾和回收细粒级。经过预抛尾及粗选后的粗精矿能满足浮选对入料粒度、品位的要求，减少浮选过程中药剂使用量，避免矿浆泥化。在钛精矿脱钙镁精选时，应延续粒度要求，避免磨矿作业及矿浆泥化。鉴于重选提高钛品位能力有限，对于钛精矿入炉冶炼前的除杂，建议磁化焙烧后再次进行强磁选，去除夹带脉石，预计可达到一定分离效果。

  三、钛精矿精选工艺探究

  (一)电选：适用范围有限的精选方法

  经过粗选后，钛粗精矿品位可提升至 20% 以上，但钙镁硅类杂质含量仍较高，需要进行精选。电选是精选方法之一，常用于处理磁选及重选后的粗精矿。不过，电选对入料粒度要求较高，需大于 0.045mm，适合分选回收粒度较粗的钛铁矿，适用于钛铁矿砂矿的分选，并不适用于钛铁矿岩矿的精选，工业应用规模较小。而且，随着浮选技术的快速发展，电选在生产中逐渐被淘汰。

  (二)浮选：获取合格钛精矿的主流方法

  浮选是获得品位合格钛精矿最普遍的选矿方法，主要任务是提高钛铁矿品位，脱除硅钙镁类脉石矿物。并且钛铁矿中硅酸盐脉石矿物含量高、粒度细，给开发新型高效浮选药剂和浮选工艺流程带来挑战。目前，可以从浮选前矿物改性、浮选中利用捕收剂和抑制剂强化界面调控两方面入手，改善浮选效果。

  浮选前矿物改性：由于钛铁矿与钛辉石表面性质相似，在浮选前可通过物理方法对其表面进行处理，扩大二者表面性质的差异，从而实现药剂的选择性吸附。常见的改性方法有表面磁化、微波处理、超声处理等。对钛铁矿表面进行磁化，显著扩大了钛铁矿与钛辉石的磁性差异，磁化改性后的钛铁矿回收率可由 69.90% 增长至 90.26%，精矿品位由 43.65% 增长至 49.16%。微波处理可将钛铁矿砂矿的回收率提高 10% - 20% 。有研究对磁选后的粗精矿进行微波处理，以油酸钠作为捕收剂进行浮选，微波处理后得到的钛精矿回收率提高了 30%，而钛辉石并无显著变化。虽然这些矿物改性方法目前未大规模投入工业应用，但良好的分离效果具有一定的现实意义。

  浮选捕收剂：在钛精矿的工业浮选中，常用的捕收剂为油酸钠，属于脂肪酸类捕收剂。研究表明，当油酸钠与其他新型捕收剂联用，可有效提高钛铁矿的回收率。例如，十二烷基二甲基甜菜碱(BS - 12)与油酸钠联用时，组合捕收剂能选择性絮凝钛铁矿，增大钛铁矿粒径，使其更容易浮出，在强酸性环境下，钛铁矿的回收率超过了 90%。噻吩磷酸(SPA)与油酸钠(NaOL)联用时，二者相互作用可提高 NaOL/SPA 混合物的吸附能力，在最佳条件下回收率可达 97%。羟肟酸类药剂作为捕收剂浮选钛铁矿时，在最佳条件下钛铁矿回收率能达到最大值 81.9%。苯甲羟肟酸(BHA)与油酸钠联用时，在铅离子存在的环境下，较强的协同作用可使钛铁矿的回收率达到 92.9%。

  浮选调整剂：在钛铁矿的浮选中，常用含硅抑制剂如水玻璃来抑制硅钙类脉石矿物如钛辉石等。通常，水玻璃的模数越大，抑制效果越好。除水玻璃外，氟硅酸钠也可作为钛辉石抑制剂。采用单一抑制剂得到的钛精矿品位较低，开发新型硅酸盐矿物抑制剂对钛铁矿的浮选有着重要的推动作用。有机物及其大分子聚合物也逐步作为硅酸盐抑制剂使用。新型聚合抑制剂聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)可阻断油酸钠在钛辉石表面活性离子与 Mg、Fe、Al、Ca 的相互作用，扩大油酸钠在钛辉石和钛铁矿表面吸附量差距，从而抑制钛辉石的上浮。含磷类抑制剂六偏磷酸钠可使钛铁矿上浮率为 70% 左右，钛辉石的上浮率维持在 10% 以内，分离效果良好。部分有机抑制剂的抑制选择性不强，例如羧甲基纤维素对钛铁矿和钛辉石均具有很强的抑制性，但与其他种类抑制剂相比，有机抑制剂毒性更小，且成本低廉，易于工业生产。

  《2025-2030年全球及中国钛精矿行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出，当前钛铁矿浮选核心技术可概括为矿物表面改性和开发新型浮选药剂，这对于钛的冶炼前脱硅除杂有着重要的指导意义。上述选矿工艺会使产品钛精矿具有粒度细、表面疏水性强的特征。在钛精矿的脱钙镁精选过程中，需注意矿物表面性质。钛精矿作为浮选产品，其表面吸附的药剂会对后续分离产生一定的干扰。当再次进入到溶液环境中，表面疏水基团可能会导致疏水聚团，内部裹挟部分脉石矿物，分离效果变差。建议在精选过程中充分利用钛精矿表面已吸附药剂，防止药剂过量添加，强化聚团行为。

  四、钛精矿分选除杂技术的总结与展望

  2025年的钛精矿行业，高端钛产品需求旺盛，但中国高钙镁钛资源在用于沸腾氯化法生产时面临诸多难题。从选矿角度来看，现有的钛精矿选矿方法各有优劣。粗选阶段的磁选和重选，能够实现钛精矿的预富集，但存在一定的局限性;精选阶段的电选适用范围有限，浮选虽然是主流方法，但也面临着钛铁矿与脉石矿物分离困难等问题。

  为推动中国钛精矿行业的发展，提高资源利用率，在钛精矿入炉冶炼前进行高效分选除杂至关重要。这不仅有利于提升电炉钛渣品质，还能为中国沸腾氯化法和高端钛产品发展提供优质原料保障。未来，应着重研究扩大钙镁硅酸盐与钛铁矿的表面性质差异，开发更具选择性的硅酸盐抑制剂，加强选择性聚团行为等技术，以实现钛精矿的高效除杂。只有不断突破技术瓶颈，才能让中国钛精矿行业在全球市场中占据更有利的地位，满足国内高端钛产品生产的需求，保障战略资源的安全供应。

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