胡兵1,2，黃柱成3，易凌云3
1.中冶長天國際工程有限責任公司2.國家燒結(jié)球團裝備系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心3.中南大學資源加工與生物工程學院
可檢索到有關(guān)海砂礦的最早文獻來自于1806年，該文獻中提到了一種金屬伴生礦，這種礦石的物相組成是由金紅石，鐵金紅石和鈦鐵砂構(gòu)成，其中鐵砂礦顏色主要為黑色和黑褐色，形狀以小的圓球狀顆粒為主，表面略帶金屬光澤，堅硬且不透明。19世紀對海砂礦的研究主要停留在對礦物本身的初步認知范疇，包括礦物的顏色、密度、硬度、形貌、磁性質(zhì)等物理特性;不同地域海砂礦礦床的地理位置與特點以及對海砂礦化學成分與含量的粗略分析等方面。20世紀對海砂礦的研究可以用“理論研究與實際應用齊頭并進”加以概括。時間進入20世紀70年代，對海砂礦的研究從單純的地質(zhì)勘探、礦場、選礦以及礦物結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向工業(yè)實際應用方向的研究。
海砂礦主要來源于火山巖，是火山噴發(fā)，經(jīng)空氣或海水中的冷卻而形成，是一種在海濱地帶由河流、波浪、潮汐和海流作用而形成的次生富集砂鐵礦。海砂礦是一種大儲量、低成本、廣來源的鐵鈦(釩)共生資源。因此，找到一種綜合利用海砂礦中鐵鈦(釩)資源的新型工藝路線，對于解決鐵鈦(釩)資源緊缺，拓寬鐵鈦(釩)資源供應渠道，降低鐵鈦(釩)生產(chǎn)成本，維持穩(wěn)定的基礎(chǔ)消費品價格，保證經(jīng)濟的健康運轉(zhuǎn)與社會的和諧發(fā)展，均具有較大意義。
1 海砂礦儲量分布及資源特點
1.1 海砂礦的儲量分布
海砂礦是僅次于石油天然氣的第二大海洋資源，是替代內(nèi)陸礦產(chǎn)的潛在資源之一，全球現(xiàn)已開發(fā)利用的三十余種濱海砂礦在世界礦產(chǎn)儲量中都占有相當重要的地位。海砂礦資源基礎(chǔ)儲量超千億噸，主要分布在印尼、新西蘭等東南亞國家，該礦除鐵外還共伴生有豐富的釩、鈦等有價金屬，資源綜合回收利用價值相當可觀。其中，海砂礦資源的鈦含量占世界鈦資源儲量的50%左右，據(jù)USGS等權(quán)威機構(gòu)發(fā)布的資料，世界鈦礦地質(zhì)儲量總計為5億~12億t(以TiO2計)，其中80%為鈦鐵礦(含釩鈦磁鐵礦)，銳鈦礦和金紅石約占20%左右。
1.2 海砂礦的工藝礦物學特性
在鈦磁鐵礦-脈石連生體中，連生方式主要分為兩種：一是微細的脈石沿鈦磁鐵礦邊緣或者微細的鈦磁鐵礦沿脈石邊緣嵌布，前者常為鐵的富連生體，而后者則多為鐵的貧連生體;二是微細的脈石呈包裹體嵌布在鈦磁鐵礦中，但是亦常見微細粒鈦磁鐵礦以星散浸染狀的形式零星包裹在脈石中，當鈦磁鐵礦包裹脈石時，基本上均為鐵的富連生體，而脈石包裹鈦磁鐵礦時則多為鐵的貧連生體。由于TiO2、V2O5、MgO、Al2O3主要是以類質(zhì)同像的形式賦存在鈦磁鐵礦晶格中，或呈微細的固熔體析出物與鈦磁鐵礦緊密鑲嵌，因此，這些組分的存在是影響鐵精礦品位的最主要因素，不可能通過機械選礦工藝使它們得到有效的降低或富集。
圖2 海砂礦BSE背散射電子像
Il-板片狀鈦鐵礦，M-鈦磁鐵礦，G-脈石，D-輝石
1.3 海砂精礦的原料性能
表2為海砂礦精礦粒度組成，表3為幾種典型的海砂礦資源主要的化學組成?？梢钥闯?，海砂礦資源經(jīng)選礦處理后，含鐵品位在54%~60%，含鈦品位在7%~12%，部分含釩，一般品位在0.2%~1.0%。
