チタン鉱石とチタンの商業採掘
チタンは、地球上で9番目に多い元素です。 それは酸化物と珪酸塩鉱物の両方で見つかります。 地殻は90％が珪酸塩で、チタンの濃度は0～1％です。 このような低濃度では、チタンを抽出することは経済的ではありません。 一方、チタンの酸化物の濃度は15〜>95%です。 25％以上のものは生産に最適な資源です。 チタンの酸化物のうち、ルチル（Ti02）とチタン鉄鉱（FeTiO3）は最も濃度が高く、世界の主要な商業用酸化チタンです。
チタンは貫入結晶岩、風化岩、未固結堆積物から採掘することができます。 採掘されるチタンの半分は、海岸線のプラサー堆積物として知られている非固定堆積物から来ます。 プラッカーとは、河川が海に到達する際に形成される沖積堆積物のことです。 浮遊物質は、比重と呼ばれる異なる密度を持つ。 河川は、その流速の変化に応じて異なる堆積物を堆積し、別々の堆積物層を形成する。
ルチルとイルメナイトはどのように形成されるか
ルチルは伝統的に金属チタンの製造における主要な投入物でした。 その名前は、ラテン語で赤を意味するrutilusに由来しています。 その深い赤色は、格子の中の鉄の不純物によるものです。 ルチルは、高温高圧下でエクロジャイトのような変成岩中の付属鉱物として形成されます。
シエラレオネは世界最大のルチルの輸出国で、世界最大のルチルの天然鉱床の一つである。 重要な場所には、Gbangbama、Rotifunk、Sembehun、Kambiaがある。 チタン鉱石はシエラレオネにとってダイヤモンドに次ぐ輸出品であり、内戦後の国の復興に重要な役割を果たしています
イルメナイトという鉱石はルチルよりもはるかに多く存在します。 ノータイト、アノーサイト、斑レイ岩などの貫入岩のマグマ室で形成される。 イルメナイトは他の鉱物に比べてはるかに低い温度で固化します。 そのため、冷えると部屋の底に沈む。 この「マグマ分離」と呼ばれるプロセスは、数百年かけて、はっきりとした鉱物の層が形成される。 付属鉱物であるルチルとは異なり、これらのイルメナイトの層は一次鉱床とみなされます。
イルメナイトは層状貫入鉱床と重鉱床の両方から採掘することができます。 重鉱床では、ルチルと一緒に見つかることが多い。 イルメナイトは、二酸化チタン
顔料を作るために使用されるか、またはそれはチタンの製造に使用することができる原料に処理することができます。 生存可能なルチル鉱床がますます少なくなるにつれて、これはより一般的になっています。 南アフリカとオーストラリアは世界最大のイルメナイトの生産国の一つで、それぞれ年間100万トン以上を採掘しています。
貫入岩からのチタンの採掘は、イルメナイトとその風化誘導体のロイコクセンに限定されています。 最大の露天掘りイルメナイト鉱山は、ノルウェーのSokndalの自治体にあるTellnesです。
チタン鉱床の採掘
鉱床採掘は、湿式浚渫または乾式採掘作業のいずれかとして行われます。
チタンの湿式浚渫
湿式浚渫では、人工池は水位下に掘ることによって作成されます。 いくつかの作業は、水ポンプで採掘池を埋める。 浮遊浚渫船に取り付けられた吸引バケットホイールは、地面から重い鉱物の沈殿物を除去するために使用される。 堆積物は、次に傾斜した円筒形のトロンメル・スクリーンのセットに通すことによって濃縮される。これらが回転すると、処理するには小さすぎる材料がスクリーンを通って落ちる。 水中に浮遊する粒子を大きさと密度に応じて選別するシュートです。 高密度の粒子はスパイラルシュートの断面の内側に、低密度の粒子は外側の端に留まる。
イルメナイトとルチルの乾式採鉱
乾式採鉱は、掘削機、スクレーパー、ローダー、ブルドーザーなどの従来の土木作業機を使用して実施されます。 湿式浚渫と同様に、乾式採掘からの沈殿物も濃縮する必要がある。これは上記のプロセスと同じだが、スパイラル濃縮機で水を使わずに行われる。
鉱物が濃縮された後、それらは供給準備工場に通され、そこで摩擦スクラバーで洗浄され、硫化物または他の地域の不要な堆積物を除去できる泡浮選を受ける前に追加の重力濃縮にさらされます。 チタンの鉱石であるイルメナイトとルチルは鉄分を含んでいるため導電性があり、ジルコンや不要なケイ酸塩から容易に分離することができます。 ドライミルを経て、鉱石は輸出の準備に入ります
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