新疆某地鈦磁鐵尾礦提取含鈦礦物的實驗研究

李海軍

(煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院，河北 唐山 063000)

新疆某地為我國鈦磁鐵礦主要產(chǎn)地，鈦和磷為主要伴生有價元素。對尾礦中鈦、磷等有價元素分選提取,是此類礦產(chǎn)資源高效利用的重要途徑。為了避免資源浪費，對該地的釩鈦磁鐵尾礦進行了實驗研究，分析從尾礦中回收鈦精礦產(chǎn)品的可能性。

1 實驗礦樣性質(zhì)

取該釩鈦磁鐵尾礦代表性試樣進行化驗，TiO2品位為7.14％，P2O5品位為1.92％，礦物成分見表1。對該尾礦進行粒度篩分實驗，實驗結(jié)果見表2。

2 選礦實驗

目前,國內(nèi)外常用的選鈦工藝主要有粗粒重選-電選-細粒強磁-浮選工藝流程、強磁預(yù)選-浮選流程、強磁-重選流程和單一浮選等工藝流程[1]。結(jié)合該鈦磁鐵尾礦礦石性質(zhì)，參閱大量參考文獻，根據(jù)生產(chǎn)實踐，實驗確定采用強磁-重選聯(lián)合流程提取該尾礦中的鈦。

表1 實驗礦樣的礦物成分

表2 原礦粒篩析結(jié)果

2.1 強磁選磁場強度實驗

本實驗取8份該尾礦原礦，每份200g，每兩份為一組，采用SLon-100周期式脈動高梯度磁選機，在分選濃度30％、沖次200次/min、分選齒板間隙為3mm的條件下進行強磁選實驗，磁場強度分別是319.6kA/m、479.4kA/m、639.2kA/m、799.0kA/m。不同磁場強度實驗結(jié)果見表3。

表3 強磁選磁場強度實驗結(jié)果

由不同磁場強度實驗可知，隨著磁場強度的增加，精礦品位逐漸降低，而回收率逐漸增加。當(dāng)磁場強度為799.0kA/m，此時TiO2精礦的產(chǎn)率為56.54％，品位為12.54％，回收率為97.32％，尾礦品位為0.45％，可以作為合格尾礦直接拋尾。因此，本次實驗中強磁的磁場強度初步定為799.0kA/m。

2.2 脈動沖次條件實驗

脈動高梯度磁選機分選箱中,礦漿的松散程度及精礦中非磁性物夾雜程度是靠改變沖程沖次來進行調(diào)整。選擇適宜的沖程沖次,可幫助獲得較理想的磁選效果，從而為后續(xù)分選提供合適的給礦[2]。在礦漿質(zhì)量濃度為30％，在磁場強度為799kA/m條件下，進行了脈動沖次實驗，實驗結(jié)果見表4。

表4 脈動沖次實驗結(jié)果

從表4數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)磁場強度不變，只改變沖次時，沖次250次/分比200次/分的磁選精礦產(chǎn)率略有減少，精礦品位有所提高，回收率相應(yīng)降低。由于磁選精礦還需進行搖床分選實驗，因此兼顧精礦品位以及較高的回收率，選擇沖次200次/min。

2.3 搖床分選條件實驗研究

對工藝指標有影響的搖床操作因素包括：沖程、沖次、給礦濃度、沖洗水、創(chuàng)面橫向坡度、原料粒度組成及給礦量等[3]。根據(jù)礦石的性質(zhì)和操作因素的影響程度，本實驗對給礦濃度和橫向坡度做了條件實驗。

2.3.1 給礦濃度搖床條件實驗

取原礦平行試樣4份,分別進行不同給礦濃度條件搖床重選實驗。其他分選條件同上不變，給礦濃度分別定為30％、25％、20％和15％，實驗流程見圖1，精礦品位和回收率隨給礦濃度的變化曲線見圖2。

圖1 搖床給礦濃度實驗流程示意圖

圖2 不同給礦濃度下礦樣搖床品位和回收率曲線圖

由給礦濃度搖床實驗結(jié)果可知，隨著給礦濃度的增加，精礦品位和精礦回收率增大，但變化幅度較小。當(dāng)給礦濃度介于25％～30％時，雖然增加給礦濃度會帶來精礦品位有所提高，但精礦回收率基本不再變化。因此,給礦濃度可定為30％時較好。

2.3.2 床面坡度實驗

取原礦平行試樣3份,分別進行不同床面坡度條件搖床重選實驗。其他分選條件同上不變，給礦濃度定為30％，實驗結(jié)果見表5。

從搖床坡度實驗可以看出，搖床坡度對搖床產(chǎn)品影響較大。當(dāng)搖床坡度為3°時，精礦產(chǎn)率為21.34％，品位為23.32％，回收率為69.01％。因此,本次實驗搖床的坡度定為3°。

2.4 總流程實驗

根據(jù)前面條件實驗的結(jié)果，進行了強磁選-搖床分選聯(lián)合流程實驗，實驗流程圖見圖3，實驗結(jié)果見表6。

表5 搖床坡度實驗結(jié)果

圖3 實驗流程圖

表6 強磁選-搖床分選聯(lián)合流程實驗結(jié)果

從上述實驗結(jié)果可以看出，磁選總尾礦經(jīng)強磁-搖床分選后，最終精礦產(chǎn)率為20.65％，品位為28.01％，回收率為79.97％。磁選尾礦品位為0.40％，可作為尾礦直接拋除。搖床尾礦經(jīng)鏡下觀察可知，基本上是一些金云母，又由于產(chǎn)率較低，考慮也可直接拋除；搖床中礦品位較高，考慮可能會有連生體存在，因此在后續(xù)實驗中,可進行搖床中礦再磨再選實驗。再磨再選實驗總流程圖如圖4所示，實驗結(jié)果如表7所示。

圖4 再磨再選實驗總流程圖

表7 最終實驗結(jié)果表

從實驗結(jié)果可以看出，最終可以獲得產(chǎn)率為24.35％、TiO2品位為26.29％、回收率為88.77％的鈦精礦產(chǎn)品，以及產(chǎn)率為75.65％、TiO2品位為1.07％、回收率為11.23％的尾礦。

3 結(jié)論

1) 根據(jù)礦石的性質(zhì)，兼顧二氧化鈦的品位與回收率，在SLon-100周期式脈動高梯度磁選機磁場強度為799kA/m、沖次200次/min、搖床給礦濃度為30％、坡度為3°的情況下，階段選別階段磨礦，可以得到產(chǎn)率為24.35％、TiO2品位為26.29％、回收率為88.77％的鈦精礦產(chǎn)品，以及產(chǎn)率為75.65％、TiO2品位為1.07％、回收率為11.23％的尾礦，為后續(xù)的浮選作業(yè)創(chuàng)造了較為理想的條件。

2) 本實驗先強磁拋尾后搖床提純，減少了后續(xù)設(shè)備的處理量，減少了生產(chǎn)成本，同時階段磨礦，減少了磨機的負荷，使生產(chǎn)成本進一步降低。

[1]張俊輝，張淵，楊永濤.某低品位釩鈦磁鐵礦選礦尾礦選鈦實驗研究[J].礦產(chǎn)資源綜合利用，2009(6)：2-6.

[2]熊大和，劉樹貽，劉永之，等.脈動高梯度磁選中沖程沖次對選礦指標的影響[J].中南礦冶學(xué)院學(xué)報，1989(5)：497-504.

[3]周曉四.重力選礦技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.