國外某鈦鐵礦石選礦試驗研究

呂小煥　李金朋

(河鋼集團礦山設(shè)計有限公司)

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國外某鈦鐵礦石選礦試驗研究

呂小煥李金朋

(河鋼集團礦山設(shè)計有限公司)

南非某風化殼沉積鈦鐵礦石鐵品位為19.06%、TiO2品位為9.90%。為開發(fā)利用該礦石，對其進行了選礦試驗研究。結(jié)果顯示：采用干式強磁選拋尾—弱磁選除鐵—螺旋溜槽重選—搖床精選的工藝流程可以獲得鐵品位49.05%、鐵回收率33.75%、TiO2品位21.02%、TiO2回收率27.70%的鐵精礦，鐵品位38.84%、鐵回收率16.70%、TiO2品位47.12%、TiO2回收率39.02%的鈦精礦。在此條件基礎(chǔ)上進行了不同工藝流程對比試驗，綜合各因素，推薦采用強磁干選拋尾—螺旋溜槽粗選—弱磁除鐵—螺旋溜槽精選—搖床精選的試驗流程。

鈦鐵礦石磁選重選

據(jù)統(tǒng)計，世界鈦資源地質(zhì)儲量(以TiO2計)為 5×108～12×108t，而具有工業(yè)利用價值的鈦資源主要為鈦鐵礦、銳鈦礦、板鈦礦、白鈦礦、鈣鈦礦和金紅石[1]，其中對鈦鐵礦的選別，主要采用磁選和浮選2種方法[2-3]。本研究在對南非某鈦鐵礦石工藝礦物學分析的基礎(chǔ)上進行選礦試驗研究，為該礦石開發(fā)利用提供依據(jù)。

1　礦石性質(zhì)

1.1礦石成分分析

試驗礦石采自南非某風化殼沉積鈦鐵礦床，礦石主要金屬礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦，少量鈦磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦等，脈石礦物有石英、磷灰石、輝石、角閃石、長石、綠泥石等。對礦石進行化學多元素分析和鈦物相分析，結(jié)果分別見表1、表2。

表1　礦石化學多元素分析結(jié)果 %

表2　礦石鈦物相分析結(jié)果 %

由表1可知，礦石鐵、鈦含量較高，其余金屬元素含量低，無綜合回收利用價值，礦石磷含量較高，對礦石選別影響較大。

由表2可知：礦石主要含鈦礦物為鈦鐵礦，其次為鈦磁鐵礦；金紅石含量較低，很難獲得單獨的鈦精礦；榍石類硅酸鹽含鈦較低，對選礦結(jié)果影響不大。

1.2礦石嵌布粒度分析

對原礦進行粒度分析，結(jié)果見表3。

表3　礦石粒度分析結(jié)果

表3表明，礦石粒度組成范圍較寬，鈦主要分布在0.074～0.85mm粒級，隨著粒度的增加，鐵品位逐漸提高，+0.85mm粒級鐵品位達31.61%，可采用磁選除去。礦石有用礦物嵌布粒度較粗，單體解離度高，有用礦物與脈石基本已經(jīng)單體解離，只有少量脈石礦物和有用礦物嵌布在一起，因此不需磨礦，直接進行選礦試驗。

2　試驗結(jié)果及討論

2.1干式強磁預選試驗

礦石磁性礦物含量高且嵌布粒度相對較粗，因此本著“能拋早拋，能收早收”的原則，首先進行粗粒預先拋尾試驗[4]。采用GTD系列粉礦干式永磁磁選機，在粗選磁場強度為400kA/m、掃選磁場強度為720kA/m條件下采用1粗1掃流程進行干式磁選拋尾試驗(粗選和掃選精礦合并為預選精礦)，結(jié)果見表4。

表4　干式強磁預選試驗結(jié)果

從表4可知，振動頻率為45Hz時獲得的指標較優(yōu)。因此，采用振動頻率為45Hz進行試驗，此時可以獲得鐵品位為26.46%、回收率為94.37%，鈦品位為13.81%、回收率為94.89%的預選精礦。

2.2弱磁選鐵試驗

對最佳條件下獲得的預選精礦進行不同磁場強度磁選管試驗，結(jié)果見表5。

表5　預選精礦磁選管試驗結(jié)果

由表5可知，隨著磁場強度的提高，磁性產(chǎn)品鐵、鈦品位逐漸降低，回收率逐漸提高。綜合考慮，選擇磁場強度為144kA/m。

2.3弱磁選尾礦重選試驗

對最佳條件下獲得的非磁性產(chǎn)品按圖1流程在螺旋溜槽螺旋直徑為500mm、距徑比為0.5條件下進行重選試驗[5]，結(jié)果見表6。

圖1　弱磁尾礦螺旋溜槽重選工藝流程

表6　螺旋溜槽試驗結(jié)果 %

由表6可知，給礦濃度為35%時獲得的精礦指標優(yōu)于給礦濃度為25%的指標。選擇給礦濃度為35%，此時獲得的鈦粗精礦鐵品位為37.32%、TiO2品位為28.88%、鐵作業(yè)回收率為53.12%、TiO2作業(yè)回收率為72.14%。

對給礦濃度為35%時獲得的鈦粗精礦和中礦采用LY1100/500搖床分別進行不同沖程、沖次條件試驗。中礦進行搖床試驗指標較差。鈦粗精礦在沖程為12mm、沖次為280次/min時，獲得的指標最佳，見表7。

表7　搖床重選試驗結(jié)果 %

3　推薦的選礦工藝流程

對原礦進行強磁干選，可拋掉大量合格尾礦；螺旋溜槽重選具有處理量大、能耗低、成本低、富集比高等優(yōu)點[7]，采用干式強磁選拋尾—弱磁選除鐵—螺旋溜槽重選—搖床精選的工藝流程可以獲得較好的試驗指標[6]。在此基礎(chǔ)上，對原礦又分別進行了強磁干選拋尾—螺旋溜槽重選—弱磁除鐵—搖床精選、及弱磁除鐵—濕式強磁選—浮選流程試驗，獲得的試驗指標與干式強磁選拋尾—弱磁選除鐵—螺旋溜槽重選—搖床精選流程相差不多。考慮到工藝配置、基建投資、生產(chǎn)成本等因素，推薦選礦工藝流程見圖2。

4　結(jié)　論

(1)南非某風化殼沉積鈦鐵礦石主要金屬礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦，少量鈦磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦等，脈石礦物有石英、磷灰石、輝石、角閃石、長石、綠泥石等。

(2)采用干式強磁選拋尾—弱磁選除鐵—螺旋溜槽重選—搖床精選的工藝流程可

圖2　推薦選礦工藝流程

以獲得鐵品位49.05%、鐵回收率33.75%、TiO2品位21.02%、TiO2回收率27.70%的鐵精礦，鐵品位38.84%、鐵回收率16.70%、TiO2品位47.12%、TiO2回收率39.02%的鈦精礦。

(3)在條件試驗的基礎(chǔ)上，推薦采用強磁干選拋尾—螺旋溜槽粗選—弱磁除鐵—螺旋溜槽精選—搖床精選的試驗流程。

[1]徐明，張淵，傅文章，等.云南鈦鐵礦礦砂磁選試驗研究[J].礦產(chǎn)資源綜合利用，2011(5)：24-27．

[2]曾文清. 磁選機分選南非紅河鈦鐵礦的半工業(yè)試驗[J].金屬礦山，1997(5)：27-29．

[3]吳彩斌，段希祥，曾桂忠.風化鈦鐵礦可選性試驗研究[J].金屬礦山，2002(12)：40-45．

[4]張俊輝，張淵.某低品位釩鈦磁鐵礦選礦試驗研究[J].金屬礦山，2008(10)：60-63．

[5]韋連軍，黃慶柒，廖江南.云南文山某細粒鈦鐵礦選礦試驗研究[J].金屬礦山，2008(7)：51-54．

[6]陳國榮.廣西某鈦鐵礦的選礦工藝設(shè)計[J].有色金屬：選礦部分，2009(5)：29-32．

[7]劉建國，湯玉和，張軍，等.某低品位鈦鐵礦選礦工藝試驗[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(6)：85-87．

2016-04-20)

呂小煥(1987—)，女，助理工程師，063700 河北省唐山市灤縣響嘡鎮(zhèn)。