攀西某超細(xì)粒級鈦鐵礦選礦試驗(yàn)

吳雪紅

(1.攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司設(shè)計(jì)研究院，四川攀枝花617063;2.釩鈦資源綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川攀枝花617063)

攀西地區(qū)是全國最大的鈦資源基地，鈦資源儲量占全國已探明鈦資源儲量的90%以上。20 世紀(jì)70年代以來，各大科研院所、大專院校對該地區(qū)鈦資源開發(fā)利用開展了技術(shù)攻關(guān)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的微細(xì)粒級鈦鐵礦回收成套技術(shù)［1-4］。

隨著礦山深部開采的推進(jìn)，有用礦物嵌布粒度變細(xì)的現(xiàn)象普遍存在，因此須對礦石進(jìn)行細(xì)磨處理，隨之而來的是產(chǎn)生大量的－0.038 mm 粒級(現(xiàn)場習(xí)慣稱超細(xì)粒級鈦鐵礦)［5］，此粒級會惡化浮選作業(yè)，因而難以采用目前經(jīng)典的強(qiáng)磁選+浮選流程回收。為確保產(chǎn)品質(zhì)量、降低鈦生產(chǎn)成本，目前該地區(qū)的選鈦系統(tǒng)大都將該粒級物料作為礦泥丟棄，造成大量的資源浪費(fèi)。

不少學(xué)者對－0.038 mm 粒級鈦鐵礦開展過試驗(yàn)研究。由于新型強(qiáng)磁機(jī)富集的粗鈦鐵精礦無法通過浮選獲得理想的指標(biāo)［6-7］，因而本試驗(yàn)將采用高富集比的新型重選設(shè)備——懸振錐面選礦機(jī)［8-9］對該粒級試樣進(jìn)行預(yù)富集，然后再進(jìn)行浮選，探索適合該試樣的高效回收新工藝。

1 試樣的性質(zhì)

試驗(yàn)所用物料為攀西某選鈦廠的脫泥產(chǎn)品，－0.038 mm占95%，主要礦物組成見表1，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表2，鈦物相分析結(jié)果見表3。

從表1 可知:試樣中的主要含鈦礦物為鈦鐵礦，占礦物總量的14.86%，其次是鈦磁鐵礦，占礦物總量的1.57%;脈石礦物主要為中－拉長石和輝石，其次是綠泥石和角閃石。

表1 試樣主要礦物組成及含量Table 1 Main minerals and composition of the sample%

表2 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 2 Main chemical composition analysis result of the sample %

表3 試樣鈦物相分析結(jié)果Table 3 Titanium phase analysis results of the sample%

從表2 可知:試樣中TiO2含量為8.80%、TFe 含量為14.06%、MFe 含量為0.43%，磁性鐵含量較低;試樣中硅、鋁、鎂、鈣氧化物含量較高，有害元素硫含量偏高。

從表3 可知:試樣中的鈦主要以鈦鐵礦形式存在，占總鈦的80.91%;鈦磁鐵礦中的鈦很少，僅占總鈦的1.70%;以硅酸鹽形式存在的鈦占總鈦的17.39%，不是試驗(yàn)回收的對象。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 懸振錐面選礦機(jī)重選條件試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)備為云南德商礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的LXZ－1200A 型懸振錐面選礦機(jī)。試驗(yàn)流程見圖1。

圖1 重選試驗(yàn)流程Fig.1 Test process of the hanging vibration cone concentrator

2.1.1 給礦濃度試驗(yàn)

給礦濃度試驗(yàn)的盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為310次/min，盤面轉(zhuǎn)速為0.64 r/min，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 給礦濃度對選礦指標(biāo)的影響Fig.2 Effect of feed concentration on mineral processing indexes

從圖2 可知，隨著給礦濃度的提高，重選精礦TiO2品位下降、回收率上升。綜合考慮，確定給礦濃度為20%。

2.1.2 盤面轉(zhuǎn)速試驗(yàn)

盤面轉(zhuǎn)速試驗(yàn)的給礦濃度為20%，盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為310 次/min，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 盤面轉(zhuǎn)動速度對選礦指標(biāo)的影響Fig.3 Effect of wheel＇s rotation rate on mineral processing indexes

從圖3 可知，隨著盤面轉(zhuǎn)速的提高，重選精礦TiO2品位下降、回收率上升。綜合考慮，確定盤面轉(zhuǎn)速為0.64 r/min。

2.1.3 盤面回轉(zhuǎn)振動頻率試驗(yàn)

盤面回轉(zhuǎn)振動頻率試驗(yàn)的給礦濃度為20%，盤面轉(zhuǎn)速為0.64 r/min，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

從圖4 可知，隨著盤面回轉(zhuǎn)振動頻率的提高，重選精礦TiO2品位上升、回收率下降。綜合考慮，確定盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為310 次/min，對應(yīng)的精礦TiO2品位為21.45%、回收率34.56%。

2.2 浮選條件試驗(yàn)

圖4 盤面回轉(zhuǎn)振動頻率對選礦指標(biāo)的影響Fig.4 Effect of wheel＇s vibration frequency on mineral processing indexes

懸振錐面選礦機(jī)的重選精礦經(jīng)1 次脫硫浮選、1次浮鈦粗選獲得鈦粗精礦。脫硫時(shí)礦漿調(diào)整劑硫酸對試樣的用量為220.13 g/t、捕收劑丁基黃藥為58.71 g/t、2#油為8.82 g/t，脫硫產(chǎn)品的TiO2品位為22.28%、作業(yè)回收率為92.92%。

2.2.1 鈦浮選硫酸用量試驗(yàn)

鈦浮選調(diào)整劑硫酸用量試驗(yàn)的捕收劑MOH 相對脫硫產(chǎn)品的用量為2 000 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 硫酸用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results on dosage of sulfuric acid

從圖5 可知，隨著硫酸用量的增加，鈦浮選粗精礦TiO2品位上升、回收率下降。綜合考慮，確定鈦粗選硫酸相對脫硫產(chǎn)品的用量為1 500 g/t。

2.2.2 鈦浮選MOH 用量試驗(yàn)

MOH 用量試驗(yàn)的硫酸相對脫硫產(chǎn)品的用量為1 500 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 MOH 用量條件試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Test results on dosage of MOH

從圖6 可知，隨著MOH 用量的增加，鈦粗精礦TiO2品位下降、回收率上升。綜合考慮，確定鈦粗選MOH 相對脫硫產(chǎn)品的用量為2 000 g/t。

2.3 全流程閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖7 閉路試驗(yàn)流程Fig.7 Flowsheet of closed-circuit process

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of closed-circuit experiment %

從表4 可知，采用圖7 所示的流程處理試樣，取得TiO2品位為47.01%、回收率為28.58% 的鈦精礦。

3 結(jié) 語

(1)攀西某選鈦廠的脫泥產(chǎn)品－0.038 mm 占95%、TiO2含量為8.80%、有害元素硫含量為0.62%，脈石礦物主要為中－拉長石和輝石，其次是綠泥石和角閃石，主要含鈦礦物為鈦鐵礦，其中的鈦占總鈦的80.91%，以硅酸鹽形式存在的鈦占總鈦的17.39%，不是試驗(yàn)回收的對象。

(2)試樣采用1 次粗選、中礦再選的重選流程預(yù)富集鈦，重選精礦1 段浮選脫硫，脫硫產(chǎn)品1 粗3 精1掃、中礦順序返回浮選流程選鈦，最終獲得了TiO2品位為47.01%、回收率為28.58%的鈦精礦。

［1］ 陳正學(xué)，張 衛(wèi).攀枝花細(xì)粒鈦鐵礦選礦工藝研究［J］. 礦冶工程，1996(6):37-39.

Chen Zhengxue，Zhang Wei.Mineral processing technology for Panzhihua Mine＇s fine ilmenite:a study［J］. Mining and Metallurgical Engineering，1996(6):37-39.

［2］ 周建國，王洪彬，曾禮國.攀枝花微細(xì)粒級鈦鐵礦的回收［J］. 廣州有色金屬學(xué)報(bào)，2006(1):1-4.

Zhou Jianguo，Wang Hongbin，Zeng Liguo. The recovery of the fine particle ilmenite in Panzhihua［J］.Guangzhou Journal of Nonferrous Metals，2006(1):1-4.

［3］ 周友斌.攀枝花細(xì)粒鈦鐵礦浮選工藝在生產(chǎn)中應(yīng)用探討［J］.金屬礦山，2000(1):32-36.

Zhou Youbin. Exploration on the industrial application of the flotation technology for recovering Panzhihua fine ilmenite［J］. Metal Mine，2000(1):32-36.

［4］ 劉勝華.攀鋼選鈦廠微細(xì)粒鈦鐵礦浮選工藝技術(shù)研究與發(fā)展探討［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2011(6):26-29.

Liu Shenghua.Optimization of the fine ilmenite flotation technology by titanium concentrator of Panzhihua Steel［J］. Multipurpose Utilization of Mineral Resources，2011(6):26-29.

［5］ 傅文章，張 淵，洪秉信，等. 攀枝花微細(xì)粒級鈦鐵礦選礦試驗(yàn)研究［J］.金屬礦山，2000(2):39-42.

Fu Wenzhang，Zhang Yuan，Hong Bingxin，et al. Experimental research of the separation of Panzhihua sub fine ilmenite［J］. Metal Mine，2000(2):39-42.

［6］ 張?jiān)姡艽蠛?SLon 磁選機(jī)分選超細(xì)粒級鈦鐵礦的試驗(yàn)研究［J］.江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009(10):18-20.

Zhang Yuanjun，Xiong Dahe. Research on the tiny particle ilmenite experiment by SLon magnetic separator［J］. Journal of Jiangxi University of Science and Technology，2009(10):18-20.

［7］ 曹玉川，黃光耀，劉 星. －38 μm 粒級鈦鐵礦高效回收試驗(yàn)研究［J］.礦冶工程，2012(8):48-50.

Cao Yuchuan，Huang Guangyao，Liu Xing. Study on high-efficiency recovery of ultrafine ilmenite(-38 μm)［J］. Mining and Metallurgical Engineering，2012(8):48-50.

［8］ 秦廣林，王燦霞，楊 波.懸振錐面選礦機(jī)處理華錫長坡選廠細(xì)泥錫尾礦試驗(yàn)研究［J］.礦冶，2011(6):34-36.

Qin Guanglin，Wang Canxia，Yang Bo.Test research on fine slime tin tailing of Changpo Plant China tin group with using hang and vibrate of cone concentrator［J］.Mining and Metallurgy，2011(6):34-36.

［9］ 楊 波，肖日鵬，劉 杰，等. 懸振錐面選礦機(jī)回收細(xì)粒錫石試驗(yàn)研究［J］.礦冶，2014(2):73-76.

Yang Bo，Xiao Ripeng，Liu Jie，et al. Experimental study on using hvc concentrator to recover fine cassiterite［J］.Mining and Metallurgy，2014(2):73-76.