金红石的基本知识概述

　　金红石是二氧化钛最常见的天然形态。化学式为TiO2，成分中常含有Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等元素。属于四方晶系，晶体呈柱状、针状。金红石是生产海绵钛和钛白粉等化工产品的重要原料。我国的金红石矿产资源虽然丰富, 但高品质者稀缺，需要大量进口。

　　一、金红石的物化性质

　　金红石属于四方晶系，常展现出完美的四方柱状或针状晶形，其集合体则呈粒状或致密块状。颜色方面，金红石有暗红、褐红、黄或橘黄色，富含铁的品种则呈黑色;条痕则介于黄色至浅褐色之间。光泽上，金红石呈现出金刚般的光泽，而铁金红石则具有半金属光泽。 此外，金红石的硬度在6～6.5之间，密度范围为4.2～4.3g/cm3，若富含铁、铌、钽，其密度会相应增大，甚至可高达5.5g/cm3以上。在化学性质上，金红石能溶于热磷酸，而当冷却稀释后加入过氧化钠时，溶液会变为黄褐色，这是钛的反应特征。

　　二、金红石的性状

　　金红石晶体结构为四方晶系，常见四方双锥状，柱状或针状，这与其形成温度递减有关，柱面常有纵纹。依{101}成膝状双晶和三连晶以及环状六连晶。集合体多为致密块状。以其四方柱形、双晶、褐红色为鉴定特征;可以和锡石(cassitoritc)区别，锡石的相对密度大;金红石粉末可溶于热磷酸，加水稀释后，加过氧化氢变黄，加NaF后，黄色消失。

　　三、金红石的来源

　　金红石是在特定地质条件下形成的，常与片麻岩、伟晶岩、榴辉(闪)岩体和砂矿等地质环境相关。高温环境下结晶的宝石，能够容纳较高浓度的杂质成分。然而，随着温度的降低，晶体对杂质的容纳能力逐渐减弱，导致部分杂质开始以结晶的形式析出。

　　四、金红石的作用

　　含有高量二氧化钛：金红石其中含有高量的二氧化钛。这使得金红石成为提炼钛的重要矿物原料之一。

　　提炼钛的重要矿物原料：钛是一种重要的金属元素，广泛应用于航空航天、船舶、汽车、医疗器械、化工等领域。钛的提炼一般采用克罗麦尔法或氯化法，而金红石是提炼钛的重要矿物原料之一。

　　工业和军事应用：由于钛金属的独特性能，例如高强度、耐腐蚀性等，钛在工业和军事领域中有广泛的应用。金红石的提炼可以为工业和军事领域提供更多的钛金属资源。

　　环保性质：金红石的提炼相对于其他钛矿物原料来说，具有较佳的环保性质。其提炼过程中，不需要用到氯气等有害物质，减少了环境污染的可能性。

　　铁矿的副产品：金红石的提炼往往伴随着铁矿的提炼，金红石成为铁矿的副产品。这也为提高资源利用效率提供了可能。

　　五、金红石的分布情况

　　金红石主要分布在北美洲、非洲和亚洲这3个大洲。金红石储量前7位国家占比如下：美国储量占46.77%、肯尼亚储量占20.97%、南非储量占13.39%、印度储量占11.94%、乌克兰储量占4.03%、莫桑比克储量占1.42%、塞拉利昂储量占0.97%。美国、肯尼亚、南非、印度，这4个国家的金红石储量合计起来约占世界总储量的90%左右。

　　我国金红石储量较少，主要供应基地分布于河南省、湖北省、山西省、陕西省等地。我国极度缺乏金红石，且品位普遍偏低。截至2020年，豫西南地区金红石累计查明资源量为568.79万吨(矿物量)，二氧化钛平均品位3.14%。

　　六、我国主要的金红石矿区

　　我国开发利用的金红石矿主要是海滨砂矿, 原生金红石矿仅限小规模开发，其主要原因是因为我国原生金红石矿品位低、粒度细、矿物组成及互相嵌布关系复杂，一些主要伴生的有用矿物与金红石矿物的可选性差别较小，采用单一选矿方法难于分离，因此我国金红石需求主要靠进口和合成为主。湖北枣阳大阜山金红石矿，是目前国内地质工作程度最高的金红石矿，此矿床既有原生矿又有砂矿。山西省代县碾子沟金红石矿，是我国金红石矿的主要产区，矿石储量居全国第2位。湖北省枣阳市大阜山金红石矿和山西省代县碾子沟金红石矿是目前国内已发现的规模最大的两个产地。其占全国金红石矿资源总储量的97%。

　　七、金红石资源勘查现状

　　据中国地质科学院2006年度科学成果汇报会暨十大科技进展评选会的消息。我国地质科学家经过两年的调查研究，在内蒙古正蓝旗羊蹄子山地区发现了两条国内罕见的高品位金红石富矿带，并且在其中一条矿带上部，同时发现了厚达50米～60米的金红石贫矿带。北部磨山石的矿带以金红石为主，伴生钛铁矿。整个矿体长约1.1公里，厚2.5～11.2米。主矿石的二氧化钛为5.00%～15.46%，平均品位为8.64%，比我国已探明的金红石原生矿品位高3～5倍，而在这个富矿体的上部60米厚度空间内还存在大量的金红石贫矿带，平均品位为2.36%。在它的南部(羊蹄子山)，同样存在一条品位在4.29%～10.2%的金红石原生矿富矿。专家称，初步估算，该地区的金红石资源量超过20万吨，达到了大型。矿床成因与目前世界上已知的钛矿床有本质区别。

　　金红石作为提炼钛金属的核心原料，凭借其轻便耐腐蚀的特性，在航空航天和生物医疗领域发挥着不可替代的作用;同时，含金红石的发晶“钛晶”因产量稀少、能量强大，成为企业家和收藏家竞相追逐的宝石珍品;而其二氧化钛成分不仅作为优质白色颜料广泛应用于工业，更在环保领域通过光触媒技术分解有害物质，凸显了资源稀缺性与科技环保价值的双重意义。