Titanium Ores and the Commercial Mining of Titanium
Titanium é o 9º elemento mais comum no planeta. É encontrado tanto em minerais de óxido como de silicato. A crosta terrestre é de 90% de silicato com titânio presente em
concentrações entre 0 e 1%. Em concentrações tão baixas não é econômico extrair. Os óxidos de titânio entretanto têm concentrações entre 15 e >95%. Aqueles com mais de 25% são as melhores fontes para a produção. Dos óxidos de titânio rutilo (Ti02) e ilmenita (FeTiO3) têm as maiores concentrações e são os óxidos de titânio comerciais primários do mundo.
Titânio pode ser extraído de rochas cristalinas intrusivas, rochas desgastadas e sedimentos não consolidados. Metade de todo titânio extraído provém de sedimentos não consolidados conhecidos como depósitos de placar da linha costeira. Os marcadores são depósitos aluviais formados pelos rios à medida que chegam ao mar. Os sedimentos suspensos têm densidades diferentes, conhecidas como gravidades específicas. Um rio irá depositar diferentes sedimentos à medida que a sua velocidade flutua, formando camadas separadas de sedimentos. Os minérios de titânio, ilmenita e rutilo são ambos encontrados em placas no mundo inteiro.
Como são formados o Rutilo e o Ilmenita?
O Rutilo tem sido tradicionalmente o principal insumo na fabricação do metal de titânio. O seu nome vem do latim rutilus que significa vermelho. A sua cor vermelha profunda é causada por impurezas de ferro na sua malha. O Rutilo é formado sob altas pressões e temperaturas como um mineral acessório em rochas metamórficas como o eclogite. Não é econômico extrair o rutilo de rochas primárias, por isso é recuperado de depósitos meteorológicos em areias minerais.
Sierra Leone é o maior exportador mundial de rutilo com um dos maiores depósitos naturais de rutilo do mundo. Locais importantes incluem Gbangbama, Rotifunk, Sembehun e Kambia. Os minérios de titânio são a segunda maior exportação da Serra Leoa depois dos diamantes e desempenham um papel importante na recuperação do país após a guerra civil.
O ilmenita mineiro é muito mais abundante do que o rutilo. É formado em câmaras de magma em rochas intrusivas como o nortita, anothosite e gabbro. A ilmenita solidifica a uma temperatura muito mais baixa do que outros minerais. Isto faz com que se afunde no fundo da câmara à medida que arrefece. Este processo conhecido como “segregação magmática” leva centenas de anos e causa a formação de camadas distintas de minerais. Ao contrário do rutilo, que é um mineral acessório, estas camadas de ilmenita são consideradas depósitos primários.
Ilmenita pode ser extraída tanto de depósitos intrusivos em camadas como de depósitos minerais pesados. É frequentemente encontrada ao lado do rutilo em depósitos de minerais pesados. A ilmenita é usada para fazer dióxido de titânio
pigmento ou pode ser transformada em matéria-prima que pode ser usada na fabricação de titânio. Isto tornou-se mais comum à medida que os depósitos viáveis de rutilo se tornam cada vez mais escassos. África do Sul e Austrália estão entre os maiores produtores mundiais de Ilmenita, cada um extraindo mais de um milhão de toneladas métricas por ano.
A mineração de titânio a partir de rochas intrusivas é restrita à ilmenita e seu derivado do tempo leucoxeno. A maior mina de ilmenita a céu aberto é a Tellnes, no município norueguês de Sokndal.
Mineração de depósitos de Titânio Placer
Mineração de depósitos de Placer é feita como uma operação de dragagem úmida ou de mineração seca. A altura do lençol freático onde o depósito é encontrado dita qual método é necessário.
Mineração de dragas úmidas de titânio
Na mineração de dragas úmidas, uma lagoa artificial é criada cavando abaixo do lençol freático. Algumas operações enchem os tanques de mineração com bombas de água. Uma roda de sucção acoplada a uma draga flutuante é utilizada para remover sedimentos minerais pesados do solo. O sedimento é então concentrado passando por um conjunto de peneiras cilíndricas inclinadas, pois estas giram o material que é muito pequeno para processar cai através das peneiras.
As partículas que o fazem até aqui são então classificadas por um concentrador em espiral, uma calha separa as partículas em suspensão na água com base no seu tamanho e densidade. Elas são enxaguadas pela calha com água. As partículas de alta densidade permanecem mais próximas do interior da calha em espiral, com as partículas de menor densidade na borda externa. Os sedimentos separados são então recolhidos em recipientes separados os minérios de alta densidade separados dos silicatos de densidade muito mais baixa que compõem 98 dos sedimentos escavados.
Mineração seca de Ilmenite e Rutilo
Mineração seca enquanto isso é realizada com instalações convencionais de terraplanagem incluindo escavadeiras, raspadeiras, carregadeiras e bulldozers. Como a dragagem úmida, os sedimentos da mineração seca também precisam ser concentrados, isto é o mesmo que o processo acima, mas é feito sem água no concentrador espiral.
Após os minerais terem sido concentrados eles são colocados através da planta de preparação de ração onde são limpos com lavadores de atrito e submetidos a concentração de gravidade adicional antes de serem submetidos à flutuação de espuma que pode remover sulfuretos ou outros sedimentos locais indesejáveis.
O último passo é o moinho seco, onde uma combinação de separação magnética e eletrostática é usada para melhorar a qualidade do minério. Os minérios de titânio ilmenita e rutilo são condutores devido ao seu teor em ferro e podem ser facilmente separados do zircônio e silicatos indesejados. Após o moinho seco, o minério está pronto para exportação.
