某低品位釩鈦磁鐵礦石選礦試驗(yàn)*

王偉之 李明彥 韓東蕓

(1.河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院;2.河北省礦業(yè)開(kāi)發(fā)與安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室;3.河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司;4.河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院)

釩鈦磁鐵礦石是一種重要的礦產(chǎn)資源，是煉鐵、提釩、生產(chǎn)重要的戰(zhàn)略金屬鈦和制造鈦白粉的原料。目前，高品位的釩鈦磁鐵礦石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期開(kāi)采已日趨減少，為了緩解我國(guó)礦產(chǎn)資源供應(yīng)緊張的局勢(shì)，滿足市場(chǎng)對(duì)鐵、鈦礦產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求，人們不得不把目光轉(zhuǎn)向低品位釩鈦磁鐵礦石的開(kāi)發(fā)利用。

本研究針對(duì)某地低品位釩鈦磁鐵礦石進(jìn)行了綜合回收鐵和鈦的選礦試驗(yàn)，取得了良好的技術(shù)指標(biāo)，為該礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用提供了技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦及鈦磁鐵礦;脈石礦物以石英、綠泥石和斜長(zhǎng)石為主，此外還有黑云母、絹云母、角閃石、方解石等。

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果和鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表1、表 2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表1表明:原礦鐵品位僅15.88%，可綜合回收的TiO2含量為5.40%，屬低品位釩鈦磁鐵礦石;礦石中有害雜質(zhì)硫、磷含量較低，這對(duì)精礦產(chǎn)品質(zhì)量有利。

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表2可知，礦石中鐵元素主要賦存于強(qiáng)磁性鐵礦物中，但也有相當(dāng)一部分鐵賦存于弱磁性礦物和非磁性礦物中，這對(duì)采用弱磁選法回收鐵精礦的回收率會(huì)產(chǎn)生不利影響。

2 試驗(yàn)原則流程

首先通過(guò)弱磁選方法回收礦石中的鐵;為簡(jiǎn)化流程，降低成本，再通過(guò)重選方法綜合回收選鐵尾礦中的鈦。根據(jù)礦石中鐵礦物與脈石礦物結(jié)合緊密的特點(diǎn)及礦石中鐵礦物的嵌布特征，采用圖1所示的階段磨礦、階段選別原則流程。

圖1 試驗(yàn)原則流程

3 鐵的弱磁選試驗(yàn)

3.1 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將原礦磨至不同細(xì)度，在79.58 kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度下用磁選管進(jìn)行1次選別，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %

由表3可知，隨著一段磨礦細(xì)度的提高，一段鐵精礦的品位有所上升但變化不大，回收率則不斷下降。為保證一段弱磁選有較高的鐵回收率，并考慮到用重選方法回收選鐵尾礦中的鈦時(shí)物料粒度不宜太細(xì)，因此確定一段磨礦細(xì)度為 －0.074 mm占55%。

3.2 一段弱磁選試驗(yàn)

將原礦磨至 －0.074 mm占55%，采用磁 －(GX)167型鼓式磁選機(jī)(圓鼓尺寸 327 mm×180 mm)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.49 kA/m條件下進(jìn)行一段弱磁選，所得一段鐵精礦產(chǎn)率為15.07%、鐵品位為59.54%、鐵回收率為56.51%(見(jiàn)表4)。

表4 一段弱磁選試驗(yàn)結(jié)果 %

3.3 二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將一段鐵精礦磨至不同細(xì)度，在79.58 kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度下用磁選管進(jìn)行1次選別，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %

由表4可知，隨著二段磨礦細(xì)度的提高，二段鐵精礦品位有所上升，回收率略有下降。綜合考慮鐵精礦指標(biāo)和磨礦成本，將二段磨礦細(xì)度定為－0.074 mm占80%。

3.4 二段弱磁選試驗(yàn)

將一段鐵精礦磨至－0.074 mm占80%，采用磁－(GX)167型鼓式磁選機(jī)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度均為79.58 kA/m條件下進(jìn)行二段1粗1精弱磁選，所得二段鐵精礦作業(yè)產(chǎn)率為90.64%、鐵品位為64.42%、作業(yè)鐵回收率為98.07%(見(jiàn)表6)。

表6 二段弱磁選試驗(yàn)結(jié)果 %

3.5 選鐵試驗(yàn)綜合結(jié)果

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果，最終形成的選鐵流程如圖2所示，所獲鐵精礦產(chǎn)率為 13.66%、鐵品位為64.42%、鐵回收率為55.42%(見(jiàn)表7)，且硫和磷的含量很低，分別僅為0.065%和0.022%。

圖2 選鐵試驗(yàn)流程

表7 選鐵試驗(yàn)綜合結(jié)果 %

4 鈦的重選試驗(yàn)

由于重選設(shè)備投資省、運(yùn)行成本低、風(fēng)險(xiǎn)小，因此采用單一重選流程對(duì)選鐵尾礦中的鈦進(jìn)行回收。其中粗選設(shè)備采用占地面積小、處理量大、適于大量拋尾的螺旋溜槽，精選設(shè)備采用分選精度相對(duì)較高的搖床。

4.1 螺旋溜槽粗選試驗(yàn)

在35%的給礦濃度下，用距徑比為0.6的 400 mm螺旋溜槽進(jìn)行鐵尾礦中鈦的粗選試驗(yàn)。為了較為細(xì)致地了解螺旋溜槽的分選情況，試驗(yàn)中截取了3個(gè)產(chǎn)品。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 螺旋溜槽粗選試驗(yàn)結(jié)果 %

表8表明:螺旋溜槽粗選精礦 TiO2品位僅12.90%，不能作為產(chǎn)品銷(xiāo)售，須對(duì)其進(jìn)行精選;中礦TiO2品位為6.81%，高于給礦品位，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)返回再選;尾礦TiO2品位僅為1.92%，可作為最終尾礦拋棄。

4.2 搖床精選試驗(yàn)

采用XCY－73型1 100 mm×500 mm刻槽搖床，在沖程為12 mm、沖次為320次/min、床面坡度為3°、給礦濃度為30%的條件下對(duì)螺旋溜槽粗選精礦進(jìn)行1次精選，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 搖床精選試驗(yàn)結(jié)果 %

由表9可知:搖床分選效果較好，經(jīng)1次精選，可以得到 TiO2品位為 33.88%、作業(yè)回收率為72.95%的鈦精礦，該產(chǎn)品可作為護(hù)爐原料銷(xiāo)售;搖床尾礦的TiO2品位與鐵尾礦接近，在實(shí)際生產(chǎn)中也應(yīng)返回到螺旋溜槽粗選作業(yè)。

4.3 選鈦試驗(yàn)綜合結(jié)果

綜合螺旋溜槽和搖床試驗(yàn)結(jié)果，最終形成的選鈦流程如圖3所示，所獲鈦精礦對(duì)重選作業(yè)和對(duì)原礦的產(chǎn)率分別為5.13%和4.43%、TiO2品位為33.88%、對(duì)重選作業(yè)和對(duì)原礦的TiO2回收率分別為32.83%和27.78%(見(jiàn)表10)，實(shí)際生產(chǎn)中將中礦返回形成閉路后，TiO2回收率將得到提高。

圖3 選鈦試驗(yàn)流程

表10 選鈦試驗(yàn)綜合結(jié)果 %

5 結(jié)論

(1)某礦石屬于低品位釩鈦磁鐵礦石，可供選礦回收的主要組分是鐵，鈦可作為綜合回收的對(duì)象。

(2)采用階段磨礦、單一弱磁選流程優(yōu)先回收強(qiáng)磁性鐵礦物，再采用重選流程從選鐵尾礦中選鈦，可達(dá)到綜合回收鐵和鈦的目的。

(3)原礦在一段磨礦細(xì)度為 －0.074 mm占55%、二段磨礦細(xì)度為－0.074 mm占80%條件下，經(jīng)一段1次弱磁選和二段1粗1精2次弱磁選，可獲得產(chǎn)率為13.66%、鐵品位為64.42%、鐵回收率為55.42%的鐵精礦;選鐵尾礦在開(kāi)路情況下經(jīng)螺旋溜槽粗選—搖床1次精選，可獲得對(duì)重選作業(yè)和對(duì)原礦的產(chǎn)率分別為5.13%和4.43%、TiO2品位為33.88%、對(duì)重選作業(yè)和對(duì)原礦的TiO2回收率分別為32.83%和27.78%的鈦精礦，該產(chǎn)品可作為護(hù)爐原料銷(xiāo)售。

［1］ 戴新宇，余德文．從黑山選鈦廠強(qiáng)磁尾礦中選鈦的試驗(yàn)研究［J］．金屬礦山，2007(12):128-131．

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［4］ 陳 達(dá)，傅文章，洪秉信．某釩鈦磁鐵礦綜合利用試驗(yàn)研究［J］．中國(guó)礦業(yè)，2011，20(5):84-86．

［5］ 許 時(shí)．礦石可選性研究［M］．2版．北京:冶金工業(yè)出版社，1989．

［6］ 張俊輝，張 淵，楊永濤．某低品位釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦選鈦試驗(yàn)研究［J］．礦產(chǎn)綜合利用，2009(3):3-7．

［7］ 郭明彬．攀鋼馬家田尾礦選鐵、選鈦工藝研究［J］．攀枝花科技與信息，2007，32(4):1-7．