Современные и погребенные титаноносные коры выветривания образуются на габбро–анортозитах (Волынский массив) и метаморфических породах (Украинский щит, Казахстан). При выносе щелочных элементов и образовании глинистых минералов группы каолинита в коре происходит накопление более стойких акцессорных минералов, в том числе ильменита и рутила. При этом зерна рудных минералов сохраняют первоначальную форму кристаллов, не окатаны. Мощность кор выветривания достигает нескольких десятков метров. Содержание ильменита может достигать нескольких сотен, а рутила – нескольких десятков килограммов на кубический метр.

Среди россыпных месторождений титана различаются две разновидности: прибрежно-морские и континентальные. Главными являются прибрежно-морские комплексные ильменит-рутил-цирконовые россыпи; меньшее значение имеют континентальные аллювиально-делювиальные россыпи ильменита. Из современных прибрежно-морских россыпей рутил и ильменит добывают в Западной Австралии, Индии, Шри-Ланке, Сьерра-Леоне, частично в Бразилии и США. Крупные запасы ильменитовых песков выявлены у северного побережья Гренландии, на восточном побережье Мадагаскара, вдоль берегов озера Малави на побережье Мозамбика и Новой Зеландии.

Большое промышленное значение в России, а также за рубежом, имеют морские (донные, пляжевые, дельтовые) россыпи комплексного циркон – рутил – ильменитового состава.

Размеры месторождений по запасам TiO2, млн т

Одним из источников титановых минералов и циркона являются месторождения строительных, формовочных и стекольных песков.

Определенные потенциальные возможности заключаются в техногенных образованиях. Так, в качестве техногенных месторождений рассматриваются отходы (хвосты) обогащения горно-добывающих и металлургических предприятий. Накапливаются хвосты переработки апатит-нефелиновых руд, содержащие титаномагнетит и сфен.

Природные и технологические типы руд.

Природные типы руд выделяются по минеральному составу: ильменитовые, лейкоксеновые, рутиловые, титаномагнетитовые, ильменит-магнетитовые (титаномагнетитовые), апатит-магнетит- ильменитовые и др.

В основу типизации природных (минеральных) типов руд в коренных месторождениях титана положено соотношение главных рудных минералов- ильменита, магнетита, апатита. Руды коренных месторождений подразделяются также по следующим признакам, влияющим на их технологические свойства:

По содержанию рудных минералов- бедновкрапленные (до 15%рудных минералов), умеренновкрапленные (15-30%), богатовкрапленные (30-80%) и сплошные руды(более 80%

По содержанию TiO2 в породе: 5-7%-бедные руды - на уровне бытовых содержаний, 7-10%- рядовые, 10-15% и выше-богатые;

По текстурным признакам - вкрапленные, сидеронитовые, пятнисто-вкрапленные, массивные;

По структурным признакам- крупно-, средне-, мелко- и тонкозернистые;

По составу петрогенной основы- анортозиты, габброиды, пироксениты;

По характеру ее изменения, е по степени замещения первичных минералов низкотемпературными- слабо измененные породы (замещено до 30% нерудных минералов, измененные 9 от30 до 50%), интенсивно измененные 9 более 50%0.

Приведенные выше особенности титановых руд позволяют выделить технологические типы по степени обогатимости: легко-, средне-, труднообогатимые.

Различают по характеру комплексности две группы титановых руд. В одних случаях ведущим (или одним из ведущих) элементом в комплексных месторождениях является титан, попутные же элементы играют второстепенную роль. Такое сырье добывается с целью получения титановой продукции и циркона. В другой группе руд ведущими компонентами является железо, фосфор, редкие земли, ниобий, тантал; титан из этого сырья извлекается попутно.

Разработка месторождений

Разработку месторождений титановых руд производят открытым, подземным и комбинированным способами.

Открытыми горными работами обрабатывают подавляющее большинство месторождений и особенно россыпей. При разработке применяют экскаваторный, бульдозерно- экскаваторный , дражный и гидромеханический способы. Сначала вскрывают почвенный слой, который складируют отдельно, а затем вскрывают пустые породы кровли.

Подземный способ. Разработки месторождений применяют в случае больших глубин залегания руд9 70м0, а также при меньших глубинах, когда технико-экономические и экологические показатели этого способа разработки являются предпочтительными.

Гидроскважинный способ добычи титановых руд может применятся для месторождений с сильно дезинтегрированными рудами крупностью более 50 м, чему практически полностью удовлетворяют россыпные месторождения, залегающие на любых глубинах. Из всех способов разработки месторождений он отличается простотой, высокой экономичностью и экологичностью.

Промышленная переработка сырья

Титановые руды являются, как правило, бедными сырьем и требуют предварительного обогащения перед дальнейшей переработкой и потреблением. При обогащении применяют практически все известные процессы.

Обогащение россыпей осуществляется обычно в 2 стадии. На первой стадии получают черновые коллективные концентраты. Вторая стадия (доводочная) предусматривает селекцию черного концентрата с применение магнитной и электрической сепарации.

Селекция электростатическими методами немагнитных минералов получила наибольшее распространение. Она использует различия в электрической проводимости минералов, по мере убывания которой указанные объекты располагаются в указанной последовательности : магнетит- ильменит- рутил- хромит- лейкоксен- гранат- монацит- турмалин- циркон- кварц.

Пески россыпных месторождений составляют более50% всех титановых руд и часто имеют многокомпанентный минеральный состав. Содержащаяся в них фракция тяжелых минералов в основном состоит из ильменита, рутила вместе с лейкоксеном и циркона, а также из алюмосиликатов – дистена, силлиманита, ставролита и турмалина.

Коренные титановые руды подразделяются на магнетит – ильменитовые, титано-ильменитовые разновидности. Магнетит- ильменитовые руды обогащаются по комбинированным схемам. Ильменит- гематитовые требуют, вследствие весьма тонкой вкрапленности, применения пирометаллургических процессов. Магнетитовый концентрат очищается от серы флотационным методом с получением магнетитового и сульфидного сырья.