宋曉敏 王永剛

(1.河北鋼鐵股份有限公司承鋼分公司；2.河北宏達(dá)綠洲工程設(shè)計(jì)有限公司)

承德雙塔山某尾礦綜合回收鈦、鐵試驗(yàn)

宋曉敏1王永剛2

(1.河北鋼鐵股份有限公司承鋼分公司；2.河北宏達(dá)綠洲工程設(shè)計(jì)有限公司)

以承德雙塔山某釩鈦磁鐵礦尾礦庫(kù)尾礦為研究對(duì)象，采用弱磁—強(qiáng)磁—浮選的工藝流程，進(jìn)行了綜合回收鈦和鐵的試驗(yàn)研究。試樣經(jīng)2段弱磁、1段強(qiáng)磁、2段浮選，最終得到了鐵精礦品位為61.99%、鐵回收率為28.77%，鈦精礦品位為46.21%、鈦回收率為52.91%的回收指標(biāo)。

釩鈦磁鐵礦 尾礦 鈦 鐵 綜合回收

鈦是一種對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)家安全均有重大戰(zhàn)略意義的金屬。我國(guó)鈦資源非常豐富，是世界鈦資源大國(guó)，其中鈦鐵礦占我國(guó)資源總量的98%，金紅石占2%，原生釩鈦磁鐵礦為我國(guó)主要的礦石工業(yè)類(lèi)型[1]。我國(guó)四川省的攀枝花、西昌，河北省的承德及山東、云南等地?fù)碛胸S富的釩鈦磁鐵礦資源。1980年以前，這些地區(qū)的大部分選礦廠將經(jīng)過(guò)破碎、磨礦、弱磁選選出磁鐵礦后的磁選尾礦(TiO2含量3%～15%)作為最終尾礦排放，其中的鈦、鐵基本沒(méi)有回收[2]。承德地區(qū)現(xiàn)有尾礦庫(kù)833座，尾礦庫(kù)數(shù)量占全省的1/4以上，年均尾礦產(chǎn)出量約 2億t，累計(jì)積存量約16億t。在當(dāng)今礦產(chǎn)資源日益枯竭的形勢(shì)下，對(duì)其進(jìn)行有效的開(kāi)發(fā)利用，已經(jīng)成為節(jié)約礦產(chǎn)資源和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑[3]。

承德雙塔山某尾礦庫(kù)為釩鈦磁鐵礦尾礦，鈦和鐵的含量較高，為綜合利用礦產(chǎn)資源，減少尾礦排放和后續(xù)的安全隱患，本研究對(duì)該尾礦進(jìn)行了鈦、鐵綜合回收試驗(yàn)。

1 礦石性質(zhì)

對(duì)原礦進(jìn)行化學(xué)多元素分析，其結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

成分TiO2TFeFeONiV2O5SiO2含量10.6920.9419.110.0320.10233.83成分Al2O3CaOMgOSc2O3P2O5S含量16.276.444.180.00220.0610.22

由表1可知，試樣中TiO2是選礦回收的主要組分，可供綜合利用的組分為鐵，需要排除和降低的組分主要為SiO2、Al2O3、CaO、MgO。

1.2 礦物組成及含量

經(jīng)鏡下鑒定，該尾礦金屬礦物均以鈦鐵礦和磁鐵礦為主，同時(shí)尚有少量金紅石、銳鈦礦、白鈦礦、褐鐵礦和赤鐵礦；金屬硫化物主要是黃鐵礦、其次是黃銅礦、偶見(jiàn)銅藍(lán)、白鐵礦、閃鋅礦和磁黃鐵礦零星分布；脈石礦物則以綠泥石和斜長(zhǎng)石為主，其次為黑云母、金云母、絹云母、黝簾石、輝石、角閃石、方解石、石英和磷灰石，此外含有極少量的石榴石、尖晶石、鋯石、榍石等。礦物組成及含量見(jiàn)表2。

表2 礦物組成及含量 %

礦物鈦鐵礦、金紅石鈦磁鐵礦赤鐵礦黃鐵礦、黃銅礦含量15.64.33.61.0礦物綠泥石斜長(zhǎng)石、石英輝石、角閃石其他含量24.535.611.63.8

由表2可知，試樣中除鈦鐵礦外，尚含少量磁鐵礦；因此，在回收鈦鐵礦之前，還須采用弱磁選回收磁鐵礦。

1.3 原礦粒度篩析

試樣粒度篩析、水析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 試樣粒度篩析、水析結(jié)果

由表3可知，TiO2在粗粒中的品位較低，+0.40mm粒級(jí)的產(chǎn)率為15.90%，TiO2品位為2.35%，分布率為2.86%；-0.01mm粒級(jí)產(chǎn)率為2.08%，TiO2品位為7.10%，分布率為1.39%；而0.01～0.40mm粒級(jí)中有富集趨勢(shì)，其TiO2品位達(dá)10%以上，這部分是回收鈦的最佳粒級(jí)；因此，當(dāng)入選粒度為0.03～0.40mm時(shí)，其進(jìn)入分選的TiO2分布率為84.18%。

以是否帶標(biāo)題矩形框?yàn)槔M(jìn)行繪制，以整個(gè)畫(huà)面控件封裝為例進(jìn)行代碼展示，采用MyEclipse2017編輯器和Tomcat 9.0服務(wù)器進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具體步驟如下。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

由該礦性質(zhì)可知，該尾礦中可回收的元素主要是鈦和鐵，其中鐵用弱磁選進(jìn)行回收，鈦用強(qiáng)磁選和浮選的方法進(jìn)行回收，鐵、鈦綜合回收試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

圖1 鐵、鈦綜合回收試驗(yàn)流程

2.1 鐵回收試驗(yàn)

2.1.1 1段弱磁選試驗(yàn)

將縮分好的試樣進(jìn)行1段磁選拋尾試驗(yàn)，考察磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鐵精礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 1段磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鐵品位和鐵回收率的影響

由圖2可見(jiàn)，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，鐵回收率增加，鐵品位降低；綜合考慮，1段磁場(chǎng)強(qiáng)度取 96kA/m，此時(shí)鐵精礦品位為47.85%，鐵回收率為40.05%。

2.1.2 2段弱磁選試驗(yàn)

為進(jìn)一步提高精礦品位，將1段弱磁選精礦進(jìn)行2段磁選條件試驗(yàn)，考察磨礦細(xì)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鐵精礦品位和鐵回收率的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3、圖4。

由圖3可見(jiàn)，精礦鐵品位隨磨礦細(xì)度的增加有所上升，鐵回收率下降，綜合考慮確定磨礦細(xì)度為 -0.074mm75%。

圖3 1段磨礦細(xì)度對(duì)鐵品位和回收率的影響

在磨礦細(xì)度為-0.074mm75%的條件下進(jìn)行2段弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)。

圖4 2段磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鐵品位和鐵回收率的影響

由圖4可見(jiàn)，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，鐵回收率增加，鐵品位則下降，最終確定2段磁場(chǎng)強(qiáng)度為 80kA/m，在此條件下可獲得鐵品位為61.99%，鐵回收率為28.77%的鐵精礦指標(biāo)。

2.2 鈦回收試驗(yàn)

鈦回收利用強(qiáng)磁—浮選流程，1段、2段弱磁選尾礦合進(jìn)SLon-100周期式脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為397.9kA/m的條件下，進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5，浮選流程和藥劑制度見(jiàn)表4，浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖5 2段磨礦細(xì)度對(duì)浮選精礦鈦品位和鈦回收率的影響

由圖5可見(jiàn)，隨著磨礦細(xì)度增加，浮選精礦鈦品位有所增加，但鈦回收率下降較明顯，這是因?yàn)門(mén)iO2主要分布在中間粒級(jí)，增加磨礦細(xì)度，精礦鈦品位提高并不明顯。綜合考慮選擇磨礦細(xì)度為-0.074mm40%，此時(shí)鈦精礦品位為46.21%，鈦回收率為52.91%。

表4 浮選藥劑制度 g/t

加藥地點(diǎn)EM351柴油硫酸粗選1800501500掃選10001次精選15002次精選12003次精選12004次精選10005次精選800

表5 強(qiáng)磁—浮選試驗(yàn)結(jié)果 %

項(xiàng)目品位TiO2TFeTiO2回收率備注強(qiáng)磁原礦12.1917.3091.401段與2段弱磁混合尾礦強(qiáng)磁精礦19.8424.2690.85磁場(chǎng)強(qiáng)度為398.09kA/m強(qiáng)磁尾礦0.195.940.55鈦精礦46.2135.5252.91磨礦細(xì)度為-0.074mm40%浮選尾礦11.0520.5137.94

3 結(jié) 語(yǔ)

承德雙塔山某尾礦中可回收的元素主要是鈦和鐵，其中鐵用弱磁選進(jìn)行回收，鈦用強(qiáng)磁選和浮選進(jìn)行回收；該尾礦經(jīng)過(guò)2段弱磁選，在磨礦細(xì)度為 -0.074mm75%的條件下，最終獲得了鐵精礦品位為61.99%，鐵回收率為28.77%的指標(biāo)；2段弱磁尾礦合并以強(qiáng)磁—浮選流程進(jìn)行選鈦試驗(yàn)，在磨礦細(xì)度為-0.074mm40%的條件下獲得了鈦精礦品位為46.21%，回收率為52.91%的指標(biāo)。

[1] 楊永濤，張 淵，張俊輝.四川某釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦選鈦試驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2012(2):32-36.

[2] 熊大和.應(yīng)用Slon磁選機(jī)提高選鈦回收率的回顧與展望[J].金屬礦山，2011(10):1-8.

[3] 李興安.尾礦庫(kù)治理：變害為利 變廢為寶[EB/OL].[2014-11-15].http:∥www.hehechengde.cn/article-45724-1.html.

2014-11-25)

宋曉敏(1984—)，男，二級(jí)主管，助理工程師，067412 河北省承德市承德縣高寺臺(tái)鎮(zhèn)。