陜西某釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦磁—浮聯合選鈦工藝試驗研究

2021-08-23 01:05:52劉福源王應軍

現代礦業 2021年7期

劉福源劉毅王應軍

（陜西延長石油中陜金屬礦業有限公司）

陜西某釩鈦磁鐵礦原礦全鐵含量21.14%，TiO2含量7.55%，鐵鈦品位較低，選礦難度較大。礦石中的主要金屬礦物為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、金屬硫化物（黃鐵礦和磁黃鐵礦）；主要脈石礦物為綠泥石、斜長石、輝石和角閃石［1］。釩鈦磁鐵礦的選別基本采用弱磁選工藝進行選鐵；選鐵尾礦作為選鈦原料，鈦的選別方法主要有磁選、浮選、重選—磁選—電選［2］、磁選—浮選流程［3］。隨著選礦技術及選礦設備的發展進步，強磁預選—浮選已成為我國當前釩鈦磁鐵礦選鈦最主要的工藝流程［4］。該礦采用階段磨礦、階段選別工藝進行選鐵，獲得了全鐵含量50.18%、鐵回收率29.32%的鐵精礦。本研究以選鐵尾礦為原料，開展了強磁預選—浮選選鈦工藝研究，取得了較好的選礦技術指標，為該礦石的開發利用提供技術依據。

1 預選試驗

1.1 試驗原料性質

原礦選鐵采用三段弱磁選，一段磨礦細度-0.075 mm48%，磁場強度108.4 kA/m；二段磨礦細度-0.038 mm95%，磁場強度97.9 kA/m；最后弱磁精選，磁場強度81.2 kA/m，獲得了全鐵品位50.18%，鐵回收率29.19%的鐵精礦，選鐵尾礦作為選鈦原料。選鐵尾礦總產率為原礦的87.65%，其組成見表1。

1.2 強磁預選試驗研究

1.2.1 預選條件試驗

以一段弱磁尾礦為試驗原料，對其進行磁場強度條件試驗研究，試驗流程為1次強磁選。試驗設備為DC-Ⅱ-600型高梯度磁選機，精礦沖洗水800 mL/s，中礦沖洗水220 mL/s，分別考察277.3，371.5，461.4，547，628.3 kA/m的磁場強度下強磁精礦的TiO2品位及回收率的變化，結果見圖1。

由圖1可見，隨著磁場強度的增大，強磁精礦TiO2回收率呈上升趨勢，TiO2品位呈下降趨勢；綜合考慮品位與回收率，選取461.4 kA/m作為強磁預選的磁場強度。

1.2.2 預選流程試驗

一段弱磁尾礦產率大，粒度粗，回收率占比大；二段弱磁選尾礦和弱磁精選尾礦含鈦品位高，粒度細，但回收率占比低，與一段弱磁尾礦組成差異大，需要分開處理。

對一段磁選尾礦采用461.4 kA/m的磁場強度進行一段強磁拋尾，強磁精礦再磨至約-0.075 mm85%，經108.4 kA/m的磁場強度進行弱磁選掃鐵后，再同樣采用461.4 kA/m的磁場強度進行二段強磁選。二段弱磁尾礦和弱磁精選尾礦則單獨進行一段強磁處理，即可作為浮選物料進入浮選流程。一段弱磁選尾礦采用一段強磁拋尾、強磁精礦再磨至約-0.075 mm85%，弱磁選掃鐵后再進行二段強磁選。二段弱磁選尾礦和弱磁精選尾礦直接進入弱磁掃鐵，二段強磁精選后合并為入浮物料。鈦鐵礦預富集制備入浮物料流程見圖2，入浮物料制備試驗結果見表2。

由表2可知，一段強磁可拋除產率53.41%的尾礦，大大減少了二段強磁再磨和強磁處理量，使入浮物料的TiO2品位提高至24.69%，作業回收率為64.28%，對原礦TiO2回收率為49.48%，對原礦產率僅為15.13%。

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2 浮選試驗

2.1 入浮物料性質

對選鈦入浮物料進行化學多元素及粒度分析結果見表3、表4。，

由表4可知，入浮物料-0.075 mm粒級占84.93%，0.045～0.075 mm粒級產率占比最高，該入浮物料粒度組成合適，可浮粒級占比高。

入浮物料礦物組成為鈦磁鐵礦占5.41%，鈦鐵礦占49.21%，硫化物（黃鐵礦和磁黃鐵礦）占0.45%，脈石礦物占44.93%，鈦鐵礦礦物獲得有效富集。

2.2 浮選條件試驗

入浮物料硫含量0.31%，為提高鈦精礦質量，浮鈦前進行脫硫作業。經研究驗證，浮硫藥劑制度為硫酸500 g/t、戊黃藥200 g/t，2#油40 g/t；浮鈦捕收劑為MOH，調整劑為硫酸和EM-B，EM-B為抑制劑［5］，浮選條件及試驗流程見圖3。

2.2.1 調整劑硫酸用量試驗

礦漿pH值是影響礦物表面電性和藥劑活性的重要因素，對最終精礦的指標影響巨大。在EM-B用量700 g/t、MOH用量2 000 g/t的試驗條件下，考察硫酸用量對鈦粗精礦指標的影響。試驗結果見圖4。

由圖4可見，硫酸在鈦鐵礦浮選時對精礦回收率影響較大，礦漿隨硫酸用量的增大，粗精礦鈦品位升高，回收率降低；當硫酸用量在1 500 g/t以上時，鈦鐵礦受到嚴重抑制，泡沫層也變得薄而脆，不利于浮選；綜合考慮，硫酸用量以1 300 g/t為宜。

EM-B是鈦鐵礦浮選過程中的重要脈石礦物抑制劑，試驗中添加EM-B作為選鈦浮選調整劑。在硫酸用量1300 g/t、MOH用量2 000 g/t的試驗條件下，考察EM-B用量對試驗指標的影響。試驗結果見圖5。

由圖5可見，調節調整劑EM-B的用量對鈦粗精礦指標的影響較大；當EM-B用量為300 g/t時，對脈石抑制效果較差，脈石和鈦鐵礦均大量上浮，造成鈦粗精礦品位較低，不具備分選的效果；當EM-B用量大于500 g/t后，鈦粗精礦品位有一定幅度的提升，同時回收率緩慢降低；綜合考慮，EM-B合適的用量在600～800 g/t，選擇EM-B用量700 g/t。

2.2.3 捕收劑MOH用量試驗

在調整劑硫酸用量1 300 g/t、EM-B用量700 g/t的條件下，進行捕收劑MOH用量試驗，試驗結果見圖6。