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Chemistry and mineralogy of titania-rich slags. Part 1—Hemo-ilmenite, sulphate, and upgraded titania slags

Michel Guéguin and Franēois Cardarelli

Abstract. - Titania-rich slags with 80 mass percent TiO2 are produced in the electric arc furnaces of QIT-Fer & Titane, Inc., by the continuous smelting of hemo-ilmenite ore with anthracite coal. Titania slag represents an important feedstock for the manufacture of titanium dioxide pigment by the sulphate process. Moreover, part of the production of the titania-rich slag is further acid-leached under a high-pressure and moderate-temperature hydrometallurgical process to yield an upgraded titania slag with 94.5 mass percent TiO2, which is used in the chloride process. After describing in detail the beneficiation, chemistry, and mineralogy of the hemo-ilmenite ore, this article reviews the unique crystallochemistry and mineralogy of the titanate phases with pseudobrookite-karrooite structure and to a lesser extent silicates and oxides present in these titania-rich feedstocks, focusing on the chemical reactions occurring at each step of the pyro- and hydro-metallurgical processes. The behavior of major elements such as titanium, iron, magnesium, calcium, aluminum, and silicon along with that of minor elements such as vanadium, chromium, and manganese are particularly detailed. A general discussion of the methods specifically developed for the study of the synthetic minerals present in these materials is also presented.

Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review
Volume 28, Number 1, January-March 2007, Pages 1-58 [Full text PDF file (2.5 MB)]

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Parole chiavi: matematica, fisica, meccanica, meccanica quantica, relativitą, elettricitą, elettrostatica, elettromagnetismo, magnetismo, termodinamica, acoustica, ottica, chimica, chimica generale, chimica inorganica, chimica organica, chimica analitica, chimica analitica qualitativa, microchimica, chimica analitica quantitativa, chimica fisica, radiochimica, chimica nucleare, elettrochimica, spettrochimica, chimica delle surperficie, chimica industriale, ingegneria chimica, ingegneria elettrochimica, ingegneria meccanica, ingegneria elettrica, ingegneria termica, ingegneria civile, ingegneria nucleare, ingegneria dei materiali, scienza dei materiali, datti sui materiali, proprietą dei materiali, elettroliti acquosi, electrolisi, electrodica, cinetica degli elettrodi, scienza della corrosione, elettrodepositione, estrazione elettrolitica, raffinagio elettrolitico, elettrocatalisi, electrodi, evoluzione di idrogeno, anodo inerto, anodi dimensionalmenti stabili (DSA®), evoluzione di cloro, diossido di rutenio (RuO2), DSA-Cl2, DSA-RuO2, evoluzione di ossigeno, diossido di iridio (IrO2), DSA-O2, DSA-IrO2, anodi di ossidi misti (MMO), anodo di titanio attivato, anodo di titanio ricoperto di ossidi di metalli del gruppo del platino, anodo di piombo, anodi di leghe piombo ed argento, diossido di piombo (PbO2), elettrodi di spinelo, ferriti, cobaltiti, litio metallo, batterie al litio, batterie di tipo litio ion, batterie litio polimero, pile a combustibile, sali fusi, scorie metallurgiche, metalli liquidi, titanio metallo, titania, scorie di titanio, diossido di titanio (TiO2), titanati, resistenza alla corrosione, metalli ferrosi (Fe, Co, Ni, Mn), ghisa ed acciaio, cobalto e leghe di cobalto, nichelio e leghe di nichelio, manganese, ferroleghe, ferrosilicio, ferrofosforo, ferrocromo, silico-ferromanganese, ferrovanadio, ferromolibdeno, ferrotungsteno, ferrotitanio, metalli non ferrosi (Al, Cu, Zn, Pb, Sn), alluminio e leghe di alluminio, rame e leghe di rame, zinco e leghe di zinco, piombo, stagno, metalli leggeri, metalli alcalini, metalli alcalino-terrosi, metalli refrattari (Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Re), titanio e leghe di titanio, zirconio e leghe di zirconio, afnio e leghe di afnio, vanadio e leghe di vanadio, niobio e leghe di niobio, tantalio e leghe di tantalio, cromo, molibdeno e leghe di molibdeno, tungsteno e leghe di tungsteno, wolframio, renio e leghe di renio, metalli reattivi, metalli nobili e preciosi (Ag, Au), argento, oro, metalli del gruppo del platino (PGMs, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), rutenio, rodio, palladio, osmio, iridio, platino, metalli di terre rare, scandio, ittrio, lantanio (Sc, Y, La), lantanidi, attinidi, uranidi (Th, Pa, U, Np, Pu) e curidi, uranio, torio, plutonio, metalli pesanti (Zn, Cd, Hg, In, Tl, Pb, Bi), mercurio, cadmio, non metalli, semi metalli, elementi metalloidi (Si, Ge, As, Sb, Se, Te), silicio, germanio, arsenico, antimonio, selenio, tellurio, semiconduttori, superconduttori, ceramiche industriali, refrattari, vetro e vetri tecnici, dielettrici, calamita, magnete duri, magnete dolci, minerali, giacimenti, rocce, suoli, meteoriti, metrologia, misure, unitą di misura scientifiche, unitą di misura, pesi e misura, fattori di conversione, tabelle di conversione, manuale metrico, sistema internazionale di unitą, SI, unitą derivate del SI, MKSA, sistema di Giorgi, sistema metrico, sistema US customary, unitą di misura Americane, unitą di misura degli Stati Uniti, unitą di misura elettriche internazionali, IEUS, centimetro-grammo-secondo, CGS, emu ed esu, Gauss, MKpS, metro-tonnelata-secondo, MTS, piede-libbra-secondo, sistema di Stroud, FPS, unitą imperiali, unitą di misura Inglese, UK, unitą atomiche, ua, vecchi sistemi di misura dell Antichitą, sistemi nazionali di misura, metallurgia estrativa, pirometallurgia, idrometallurgia, scienze della terra, mineralogia, cristallografia, petrologia, petrografia, geologia, geofisica, geochimica, biologia, biochimica, medicina, isotopi stabili, primordiali, cosmogenici, artificiali, nucleidi, radionucleidi, radioattivitą, raggi x, radiazioni alfa, beta, gamma, neutroni, rivelatori nucleari, rivelatori a scintillazione, ciclo del combustibile nucleare, combustibile nucleare spento, radioattivitą naturale.