Titánércek és a titán kereskedelmi célú bányászata
A titán a 9. leggyakoribb elem a Földön. Oxid- és szilikátásványokban egyaránt megtalálható. A földkéreg 90%-a szilikát, amelyben a titán 0 és 1% közötti
koncentrációban van jelen. Ilyen alacsony koncentrációban nem gazdaságos a kitermelése. A titán oxidjainak koncentrációja eközben 15 és >95% között van. A 25% feletti koncentrációjúak a legjobb források a kitermelésre. A titán-oxidok közül a rutil (Ti02) és az ilmenit (FeTiO3) rendelkezik a legnagyobb koncentrációval, és ezek a világ elsődleges kereskedelmi titán-oxidjai.
A titán bányászható intruzív kristályos kőzetekből, időjárási kőzetekből és nem konszolidált üledékekből. Az összes bányászott titán fele nem konszolidált üledékekből származik, amelyeket part menti placer lerakódásoknak neveznek. A süllyedékek a folyók által a tengerbe érve képződött alluviális lerakódások. A szuszpendált üledékek különböző sűrűségűek, amit fajsúlynak neveznek. A folyó a sebességének ingadozásával különböző üledékeket rak le, amelyek különálló üledékrétegeket képeznek. A titán érceit, az ilmenitet és a rutilt egyaránt megtaláljuk a lelőhelyeken világszerte.
Hogyan keletkezik a rutil és az ilmenit?
A rutil hagyományosan a titán fém előállításának elsődleges alapanyaga. Neve a latin rutilusból származik, ami vöröset jelent. Mélyvörös színét a rácsában lévő vas szennyeződések okozzák. A rutil magas nyomáson és hőmérsékleten képződik, mint járulékos ásvány olyan metamorf kőzetekben, mint az eklogit. A rutilt nem gazdaságos elsődleges kőzetből bányászni, ezért az ásványi homokban lévő időjárási lerakódásokból nyerik ki.
Sierra Leone a világ legnagyobb rutil exportőre, a világ legnagyobb természetes rutil lelőhelyei közé tartozik. A fontos lelőhelyek közé tartozik Gbangbama, Rotifunk, Sembehun és Kambia. A titánércek Sierra Leone második legnagyobb exportcikkei a gyémántok után, és fontos szerepet játszanak az ország polgárháború utáni fellendülésében.
A rutilnál sokkal nagyobb mennyiségben fordul elő az ilmenit nevű érc. Magmakamrákban képződik olyan intruzív kőzetekben, mint a nortit, az anotozit és a gabbro. Az ilmenit sokkal alacsonyabb hőmérsékleten szilárdul meg, mint más ásványok. Ez okozza, hogy lehűlés közben a kamra aljára süllyed. Ez a “magmatikus szegregáció” néven ismert folyamat több száz évig tart, és az ásványok különálló rétegeinek kialakulását eredményezi. A rutillal ellentétben, amely járulékos ásvány, ezek az ilmenitrétegek elsődleges lelőhelyeknek tekinthetők.
Az ilmenit mind réteges intruzív lelőhelyekről, mind nehézásvány lelőhelyekről bányászható. Gyakran a rutil mellett található a nehézásvány-lelőhelyeken. Az ilmenitből titán-dioxid
pigmentet állítanak elő, vagy feldolgozható titán előállításához felhasználható alapanyaggá. Ez egyre gyakoribbá vált, mivel az életképes rutil-lelőhelyek egyre szűkösebbé válnak. Dél-Afrika és Ausztrália a világ legnagyobb ilmenittermelői közé tartozik, egyenként több mint egymillió tonnát termelnek ki évente.
A titán bányászata intruzív kőzetekből az ilmenitre és annak időjárási származékára, a leukoxénre korlátozódik. A legnagyobb külszíni ilmenitbánya a norvégiai Sokndal településen található Tellnes.
Titánplacer lelőhelyek bányászata
A placer lelőhelyek bányászata vagy nedves kotrással vagy száraz bányászati műveletként történik. A talajvízszint magassága, ahol a lelőhely található, határozza meg, hogy melyik módszerre van szükség.
Titánium vizes kotrással történő bányászata
A vizes kotrással történő bányászat során a talajvízszint alá ásva mesterséges tavacskát hoznak létre. Egyes üzemek vízszivattyúkkal töltik fel a bányatavakat. A nehéz ásványi üledék talajból való eltávolítására egy úszó kotrógéphez rögzített szívó vödörkereket használnak. Az üledéket ezután úgy koncentrálják, hogy átvezetik egy sor ferde hengeres trommelszitán, ezek forgása közben a feldolgozáshoz túl kicsi anyag átesik a szitákon.
Az idáig eljutó részecskéket ezután egy spirálkoncentrátorral válogatják, egy csúszda a vízben lebegő részecskéket méretük és sűrűségük alapján szortírozza. Ezeket vízzel öblítik le a csúszdán. A nagy sűrűségű részecskék a spirálcsatorna keresztmetszetének belsejéhez legközelebb maradnak, a kisebb sűrűségű részecskék pedig a külső szélén. A szétválogatott üledéket ezután külön tartályokba gyűjtik, a nagy sűrűségű érceket elválasztják a sokkal kisebb sűrűségű szilikátoktól, amelyek a kitermelt üledék 98 %-át teszik ki.
Ilmenit és rutil szárazbányászata
A szárazbányászatot eközben hagyományos földmunkagépekkel végzik, beleértve kotrógépeket, kaparókat, rakodókat és buldózereket. A nedves kotráshoz hasonlóan a száraz bányászatból származó üledéket is koncentrálni kell, ez ugyanaz a folyamat, mint a fenti, de víz nélkül történik a spirálkoncentrátorban.
Az ásványok sűrítése után a betáplálási előkészítő üzembe kerülnek, ahol kopásos mosókkal tisztítják meg őket, és további gravitációs koncentrációnak vetik alá, mielőtt habflotációnak vetik alá őket, amely eltávolíthatja a szulfidokat vagy más helyi nem kívánt üledéket.
Az utolsó lépés a száraz malom, ahol az érc minőségének javítása érdekében mágneses és elektrosztatikus szeparáció kombinációját alkalmazzák. A titánércek ilmenit és rutil vastartalmuk miatt vezetőképesek, és könnyen elválaszthatók a cirkontól és a nemkívánatos szilikátoktól. A szárazmalom után az érc készen áll az exportra.
