攀西釩鈦磁鐵礦細泥中鈦鐵礦的可選性研究①

安登極

（長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南 長沙410012）

目前，攀枝花選鈦廠采用強磁選-浮選工藝對鈦鐵礦進行富集回收，該工藝以立環脈動高梯度磁選機作為粗選設備，普通槽式浮選機作為精選設備［1－2］。生產實踐表明，－38 μm 粒級回收效率非常低，且－38 μm粒級進入細粒浮選系統造成現有的細粒選鈦生產不順行，因此，選鈦廠通過原礦濃縮、浮選前濃縮等脫泥工藝，盡量把－38 μm 粒級分離出去，以保障選鈦作業的正常生產，但卻造成選鐵、選鈦磨礦作業產生的超細粒級鈦鐵礦直接排入了尾礦庫，暫未實現回收，而該部分鈦鐵礦占原礦的比例較高。因此，要實現攀西釩鈦磁鐵礦中鈦鐵礦回收率大幅度提升，必須實現－38 μm粒級鈦鐵礦的綜合回收［3－7］。

1 原料性質

試驗原料為選鈦廠生產中浮選前的斜板溢流。原料主要化學組成分析結果見表1，其中鈦化學物相分析結果見表2。

表1 原料主要化學成分分析結果(質量分數)/%

表2 原料中鈦化學物相分析結果

由表1～2 可以看出：①試驗原料中可供選礦回收的主要組分是TiO2，鈷、鎳、釩等其他有價元素均因含量太低，綜合利用價值不大。②脈石組分主要是SiO2，次為Al2O3、CaO 和MgO。有害雜質元素磷的含量較低，但硫含量達0.67%，因此選礦過程中需要密切關注鈦精礦中的硫含量。③原料中賦存于鈦鐵礦中的TiO2占92.23%，這即為分選樣品中鈦礦物時TiO2的最大理論回收率。

綜合化學成分特點，可以認為樣品中可供選礦回收的主要組分是TiO2，為保證鈦精礦的質量，需要選礦脫除的主要有害雜質元素是硫。

采用MLA 對樣品中主要礦物含量進行了測定，結果列于表3。

表3 原料中主要礦物含量(質量分數)/%

原料中組成礦物種類較多，鈦礦物以鈦鐵礦為主，次為鈣鈦礦和榍石；其它金屬礦物包括磁黃鐵礦和少量鈦磁鐵礦及褐鐵礦，偶見黃銅礦和鈷鎳硫化物；脈石礦物主要為鈦輝石、鈦閃石、綠泥石和斜長石，其他微量礦物尚見黑云母、方解石、白云石、菱鐵礦、蛇紋石、石英、絹云母、鈦鐵晶石、鎂鋁尖晶石、綠簾石和磷灰石等。

鈦鐵礦是富集回收TiO2的主要目的礦物。大多為形態較為規則的自形、半自形粒狀，少數則為極微細的板片狀，內部普遍較為潔凈，晶體粒度整體略為細小，但相對較為均勻，一般變化于0.01 ～0.04 mm 之間。樣品中少數鈦鐵礦亦已發生不同程度的榍石化，通常是微細的榍石沿鈦鐵礦邊緣或裂隙充填交代，隨著交代程度增強，顆粒中鈦鐵礦不僅體積含量逐漸減少，而且粒度亦有變細的趨勢，局部甚至呈細小的交代殘余與榍石交生以致形成極為復雜的鑲嵌關系。

對原料進行了粒度組成和鈦金屬分布率測定，結果列于表4。

表4 原料粒度組成及鈦金屬粒級分布測定結果

從表4 可知，原料中鈦鐵礦的粒度非常細，且粒度越細TiO2品位越高。

2 預富集試驗

采用立環高梯度磁選、ZH 平環強磁選和離心重選分別對鈦鐵礦浮選給礦進行預富集對比試驗研究，三種工藝最佳工藝條件下的指標對比如表5 所示。其中ZH 強磁選的最佳試驗條件為：給礦濃度30%，清洗水壓0.05 MPa，磁介質間隙1 mm，磁場強度640 kA／m；離心選礦的最佳試驗條件為：給礦濃度20%，處理量40 kg／h，轉速20 r／min；立環高梯度磁選的最佳試驗條件為：給礦濃度30%，清洗水壓0.20 MPa，轉速2 r／min，脈沖200 次／min，磁場強度320 kA／m。

表5 預富集對比試驗結果

3 種不同預富集工藝都能實現對原料的富集作用，有效分選出脈石及雜質，其中以ZH 強磁選工藝選礦效率值最高，離心選礦次之。

3 浮選條件試驗

以ZH 強磁選獲得的預富集精礦為給礦進行浮選研究，分別進行了硫酸用量、調整劑CC 用量、捕收劑用量條件試驗，結果分別見表6～8。

表6 浮選硫酸用量試驗結果

續表6

表7 浮選調整劑CC 用量試驗結果

表8 浮選捕收劑用量試驗結果

從表6～8 可知，最佳藥劑用量為：硫酸2 000 g／t、調整劑CC 500 g／t、捕收劑2 000 g／t。此時獲得的最終鈦精礦TiO2品位47.38%、回收率50.08%。

4 浮選脫泥-浮選選鈦試驗

進行了浮選脫泥-浮選選鈦閉路試驗，結果見圖1。

圖1 浮選脫泥-浮選選鈦試驗結果

從圖1 可知，將生產中的浮選前溢流進行單獨處理，采用浮選脫泥-浮選選鈦，在合適的工藝流程及藥劑制度下可以獲得合格的鈦精礦產品，精礦TiO2品位47.66%、回收率51.44%。

5 預富集脫泥-浮選選鈦試驗

圖2 ZH 強磁脫泥-浮選選鈦試驗結果

原料先通過ZH 強磁選預富集工藝進行脫泥，預富集精礦進行浮選選鈦閉路試驗，結果見圖2。從圖2 可知，選鈦廠浮選前溢流采用ZH 強磁選脫泥-浮選選鈦流程，在合適的工藝流程及藥劑制度下可以獲得合格的鈦精礦產品，精礦TiO2品位48.18%、回收率72.43%。

6 分析討論

分別對ZH強磁選給礦、精礦和尾礦進行了粒度篩析以及鈦金屬分布率測定，并計算得出粒級產率和粒級回收率，結果如表9 所示。從表9 可知，浮選前溢流采用ZH 強磁選工藝預富集，各個粒級回收率都大于90%，－0.019 mm 粒級回收率最低，＋0.038 mm 粒級回收率最高，－0.038＋0.025 mm 粒級回收率次之。

表9 ZH 強磁選各產品鈦金屬各粒級回收率效果分析

7 結 論

采用ZH 強磁選預富集工藝處理選鈦廠浮選前斜板溢流，可以有效脫除干擾浮選的泥及脈石礦物。ZH強磁選預富集精礦再浮選選鈦，最終可以獲得精礦TiO2品位48.18%、回收率72.43%。較原料浮選脫泥-浮選選鈦流程獲得的精礦品位和回收率都高，有利于防止礦泥對浮選作業的干擾。