云南安益鈦磁鐵礦選鐵試驗研究

劉長淼，吳東印，王守敬，呂子虎，趙登魁，衛 敏，馮安生，郭珍旭

(1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術研究中心，河南 鄭州 450006)

鈦磁鐵礦主要分布于中國、俄羅斯、加拿大、挪威、南非等國，我國的資源儲量近100億t。我國的鈦磁鐵礦在四川、云南、河北、黑龍江等地都有分布，其中90%以上的資源都分布在四川地區[1]。我國鈦磁鐵礦的一般采用“階段磨礦-階段磁選”工藝進行鐵的回收[2-4]，同時一般在鐵精礦中綜合回收鈦和釩，且常常根據市場情況，對鐵精礦指標進行調整，以達到最佳的經濟效益。本研究針對云南某低品位鈦磁鐵礦進行選鐵研究，以期為該礦山的開發提供技術依據。

1 礦石性質

1.1 原礦化學組成

原礦化學多項分析結果如表1所示。

由分析結果可知，原礦中TFe品位為21.26%，TiO2品位為6.33%。原礦中鐵含量高，是主回收元素，鈦含量較高，可以綜合利用，V2O5的品位達到0.22%，亦可以綜合利用(本文僅探討鈦磁鐵礦的選別回收。)

表1 原礦主要化學成分分析結果/%

1.2 原礦礦物組成

根據原礦工藝礦物學研究，原礦的礦物組成及各種礦物含量如表2所示。

由結果可知，礦石中的主要含鐵礦物有鈦磁鐵礦、鈦鐵礦和黑云母等，主要脈石礦物為輝石、斜長石等，其中鈦磁鐵礦的礦物含量為23.5%。

表2 原礦主要礦物含量/%

1.3 原礦鐵物相分析

為了進一步確定原礦中鐵的賦存狀態，特進行了鐵物相分析，分析結果見表3所示，由結果可知，原礦中磁性鐵約占總鐵的61.47%。

2 選礦試驗

由原礦工藝礦物學分析結果可知，原礦中主要可供回收的鐵礦物為鈦磁鐵礦，其次為鈦鐵礦等礦物，因此針對原礦進行了詳細的磁選試驗。

表3 原礦鐵物相分析結果/%

2.1 實驗室選鐵試驗

2.1.1 磨礦細度對磁選回收鐵的影響試驗

為了確定磁選回收鈦磁鐵礦時，原礦入選的最佳磨礦細度，進行了不同磨礦細度條件下，原礦的磁選試驗。試驗按圖1所示流程進行，試驗結果如表4所示。

由試驗結果可知，當磨礦細度為40%～60%之間時，一段粗選可獲得TFe品位53%左右，回收率在62.5%左右的鈦磁鐵礦精礦，由于該礦山在鈦磁鐵礦精礦TFe品位為53.5%時，盡可能的提高回收率，能將礦石效益最大化，綜合考慮，確定磨礦細度為-0.074mm含量為50%。

圖1 磨礦細度對磁選影響試驗流程

表4 磨礦細度對磁選影響試驗結果/%

2.1.2 粗選磁場強度對磁選回收鐵的影響試驗

為了確定回收鈦磁鐵礦時，粗選的最佳磁場強度，進行了不同磁場強度條件下的磁選試驗。考慮到本次實驗研究的目標精礦品位要求為53.5%，因此磁選粗選時，可將磁場強度適當提高，在回收鈦磁鐵礦的同時，也將部分鈦鐵礦或赤(褐)鐵礦連生體選出，以提高TFe回收率，同時還能在不提高磨礦細度的同時，盡早回收鈦，在煉鋼后，進行鈦的回收。試驗按圖2所示流程進行，試驗結果如表5所示，試驗中使用的磁選機為脈動式高梯度磁選機。

圖2 磁場強度對磁選影響試驗流程

表5 磁場強度對磁選影響試驗結果

由試驗結果可知，在100～170kA/m的磁場強度區間內，鈦磁鐵礦粗精礦的TFe品位保持在43%左右，TFe回收率在70%左右，而TiO2品位在13%左右，回收率也在70%左右，對照原礦的鐵物相分析結果可知，粗選的指標較好。

2.1.3 磁篩精選試驗

磁篩是鄭州礦產綜合利用研究所的一種專利設備，主要用于磁鐵礦的精選作業，它根據磁團聚原理，在磁場和重力場的復合優化力場作用下，采用機械分級的方式，可高效去除磁鐵礦中的雜質礦物，從而提高磁鐵礦的品質，本實驗采用磁篩設備，對粗精礦進行提質降雜研究。試驗流程如圖3所示，試驗結果如圖4所示。

由試驗結果可知，使用磁篩設備，可以有效的提高磁選粗精礦的品位，最終鈦磁鐵礦精礦的TFe品位保持在55%左右，TFe回收率保持在60%以上，對比物相分析數據可知，回收率指標數據較高。

圖3 磁篩精選試驗流程圖

圖4 磁篩精選試驗結果

2.2 磁選擴大試驗

由實驗室試驗結果可知，采用“弱磁粗選—磁篩精選”的流程可很好的回收原礦中的鈦磁鐵礦，選別指標優異。因此采用該流程，進了次擴大試驗研究，以驗證流程的穩定性和磁篩設備的可靠性。實驗采用如圖5所示流程，一段磁選的磁場強度控制為143.31kA/m，以保證粗選的回收率。擴大試驗原礦處理量為79.20kg/h，實驗連續運轉24h，共3個班次。擴大實驗的最終實驗結果如表6所示。

表6 擴大試驗試驗結果

由此可知，粗選提高選別場強，較好的保證了TFe回收率；精選使用磁篩設備可有效保證最終精礦的TFe品位，采用一段磁選粗選-磁篩精選流程，很好的回收了原礦中的鈦磁鐵礦，同時也保證了TiO2的回收，取得了TFe和TiO2品位分別為53.89%和13.35%，TFe和TiO2回收率分別為62.23%和51.69%的優異精礦指標。

3 結論

1) 原礦中主要含鐵礦物為鈦磁鐵礦，礦物量達23.5%，鈦磁鐵礦中所含鐵占全鐵的61.47%。

2)粗選適當提高選別磁場強度，可以很好的保證粗選回收率，精選使用磁篩設備可以有效的提質降雜，保證精礦品位；當控制磨礦細度為-0.074mm含量50%，控制弱磁磁場強度在100～170kA/m區間內，磁篩間距控制為70mm，可獲得TFe品位55.85%、回收率為59.16%的鈦磁鐵礦精礦。

3)經擴大試驗驗證，“弱磁磁粗選-磁篩精選”流程可以很好的回收鈦磁鐵礦。控制磨礦細度為-0.074mm含量50%，一段磁選的磁場強度控制為143.31kA/m，磁篩間距控制為70mm，獲得了TFe和TiO2品位分別為53.89%和13.35%，TFe和TiO2回收率分別為62.23%和51.69%的優異精礦指標。

[1] 廖祥文，張裕書，陳達，等.攀西某低品位釩鈦磁鐵礦選鐵試驗研究[J].礦產綜合利用，2006(3):3-6.

[2] 張俊輝，張淵，楊永濤.某釩鈦磁鐵礦選鐵工藝流程研究[J].礦產綜合利用，2008(6):19-21.

[3] 陳達，傅文章，洪秉信.某釩鈦磁鐵礦綜合利用試驗研究[J].中國礦業，2011,20(5):84-86.

[4] 陳達，傅文章，洪秉信.某釩鈦磁鐵礦選鐵的試驗研究[J].金屬礦山，2010(11):75-77.