劉長(zhǎng)淼，吳東印，呂子虎，趙登魁，衛(wèi) 敏，王守敬，馮安生，郭珍旭

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州450006；2.國(guó)土資源部多金屬礦評(píng)價(jià)與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450006)

某釩鈦磁鐵礦尾礦中鈦鐵礦的選礦研究

劉長(zhǎng)淼1,2，吳東印1,2，呂子虎1,2，趙登魁1,2，衛(wèi) 敏1,2，王守敬1,2，馮安生1,2，郭珍旭1,2

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州450006；2.國(guó)土資源部多金屬礦評(píng)價(jià)與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450006)

某釩鈦磁鐵礦尾礦品位較低，TiO2品位為3.2%，試樣中鈦鐵礦的含量為5%。試樣中TiO2在細(xì)級(jí)別中分布較多。試樣經(jīng)磁選預(yù)選可有效的拋除大量尾礦，鈦粗精礦經(jīng)分級(jí)后的重選效果較好，然后采用高壓電選工藝，可獲得品位大于38%的鈦精礦?！按胚x-重選-電選”綜合條件試驗(yàn)可獲得TiO2品位為39.28%，回收率13.87%的鈦精礦。

尾礦；鈦鐵礦；強(qiáng)磁拋尾；重選；電選

我國(guó)釩鈦磁鐵礦資源非常豐富，資源儲(chǔ)量近100億t，主要分布在四川、云南、河北、黑龍江等地，其中90%以上的釩鈦磁鐵礦資源都分布在四川地區(qū)[1]。一般來(lái)說(shuō)，釩鈦磁鐵礦礦石中的有益元素包括V、Ti、Fe以及一些稀散元素，目前能采用物理方法回收的主要是賦存在鈦磁鐵礦和鈦鐵礦中的V、Ti和Fe等元素，而其它賦存在輝石、云母等脈石礦物中的V、Ti和稀散元素則較難回收。目前一般通過(guò)“階段磨礦-階段磁選”的方法來(lái)回收鈦磁鐵礦[2-3]，通過(guò)強(qiáng)磁預(yù)選、重選和電選聯(lián)合或浮選方法來(lái)回收選鐵尾礦中的鈦鐵礦[4-6]。本研究中涉及的試樣系某釩鈦磁鐵礦礦山的選鐵尾礦，尾礦中還有能回收鈦鐵礦，研究者將通過(guò)技術(shù)工藝研究，確定適宜的回收鈦鐵礦的技術(shù)工藝路線，為該礦山的資源綜合利用提供技術(shù)依據(jù)。

1 試樣性質(zhì)

本研究所用試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果如表1所示，可知試樣中TiO2品位為3.2%。經(jīng)XRD分析(圖1)和鏡下鑒定發(fā)現(xiàn)，試樣中主要組成礦物為輝石、綠泥石、長(zhǎng)石等脈石礦物，可見(jiàn)少量的鈦鐵礦，鈦磁鐵礦等礦物，其中鈦鐵礦含量為5%左右，單體解離度80%左右?？梢?jiàn)少量鈦鐵礦與脈石礦物連體。經(jīng)單礦物揀選和化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，試樣中鈦鐵礦為鈦鐵礦和磁鐵礦的固溶體。該固溶體中鈦含量為43.53%(理論品位)。礦石中黃鐵礦和黃銅礦含量較低，多已經(jīng)單體解離。

針對(duì)試驗(yàn)樣品，進(jìn)行多粒級(jí)篩分，同時(shí)將各粒級(jí)樣品進(jìn)行化學(xué)分析，考察各粒級(jí)TiO2的品位和分布率，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，可知TiO2在各粒級(jí)中的分布有一定的差異，隨著粒度的變細(xì)，品位變高，在-0.045mm粒級(jí)中含量最高，達(dá)到4.44%。后續(xù)選礦過(guò)程中，采用搖床重選時(shí)，可考慮分粒級(jí)進(jìn)行選別，以提高選別效果。

表1 試樣化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果/%

圖1 試樣X(jué)RD分析圖譜

表2 試驗(yàn)的粒度組成及TiO2分布

2 選礦試驗(yàn)

由試樣性質(zhì)可知，本研究的試樣中TiO2含量低，僅為3.2%，鈦鐵礦的TiO2理論品位僅為43.53%，從試樣中無(wú)法得到TiO2品位大于45%的鈦精礦，且試樣中鈦鐵礦的理論品位和理論回收率均較低。同時(shí)礦石中還存在赤褐鐵礦、黑云母、含鈦輝石等其他脈石礦物的影響，選鈦難度較高，采用強(qiáng)磁-浮選流程時(shí)，浮選調(diào)整劑用量相對(duì)較大，精選段數(shù)相應(yīng)很多，選礦技術(shù)指標(biāo)預(yù)期不會(huì)太高。因此就沒(méi)有考慮成本較高的強(qiáng)磁-浮選法來(lái)回收鈦鐵礦。

由于鈦鐵礦屬弱磁性礦物，同時(shí)鈦鐵礦的密度與輝石、云母等脈石礦物差別也較大，此外鈦鐵礦與脈石礦物的電性差異也較大，因此可考慮先用磁選獲得鈦鐵礦粗精礦，然后采用重選和電選的方法提高粗精礦品質(zhì)。

經(jīng)與礦方溝通，筆者嘗試采用磁選、重選和電選聯(lián)合方法，從試樣中富集得到TiO2品位38%～39%的鈦精礦。采用強(qiáng)磁-分級(jí)重選-電選的方法回收鈦鐵礦，這種方法可間斷作業(yè)，針對(duì)尾礦性質(zhì)變化時(shí)，還可微調(diào)后期電選條件來(lái)控制精礦品位，同時(shí)精礦中不含化學(xué)藥劑，在銷(xiāo)售時(shí)，也占一定優(yōu)勢(shì)。

2.1 強(qiáng)磁預(yù)選試驗(yàn)研究

試驗(yàn)中采用立環(huán)式高梯度強(qiáng)磁選機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行強(qiáng)磁預(yù)選研究，試驗(yàn)采用一次磁選流程，主要考察磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鈦鐵礦預(yù)選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。由試驗(yàn)結(jié)果可知，磁場(chǎng)強(qiáng)度為480kA/m時(shí)，原料中鈦回收率不再增加，鈦鐵礦中鈦回收已達(dá)最大(TiO2品位11.30%，回收率28.97%)，最終選磁場(chǎng)強(qiáng)度為480kA/m。

圖2 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鈦鐵礦預(yù)選效果的影響

2.2 搖床重選試驗(yàn)

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)磁預(yù)選后的粗精礦進(jìn)行搖床重選的選別效果很差，不能有效的得到品位提高鈦精礦。其主要原因是鈦鐵礦在各個(gè)粒級(jí)中都有分布，且在細(xì)級(jí)別中的分布更多，將試樣一起進(jìn)行搖床選別，各粒級(jí)間互相干擾，選別效果差。因此根據(jù)試驗(yàn)的篩析結(jié)果，將強(qiáng)磁粗精礦進(jìn)行分級(jí)處理，分成+0.1mm、-0.1mm+0.045mm和-0.045mm三個(gè)粒級(jí)，再分布進(jìn)行重選試驗(yàn)，試驗(yàn)按圖3所示流程圖進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

圖3 搖床選別工藝流程

表3 磁選-分級(jí)搖床重選流程試驗(yàn)結(jié)果

由結(jié)果可知,磁選精礦經(jīng)過(guò)分級(jí)搖床選別后,精礦品位得到較大提高,TiO2品位最高達(dá)到了28.47%，但+0.1mm級(jí)別品位相對(duì)較低，可能是由于單體解離不夠所致，因此+0.1mm粒粒級(jí)必須經(jīng)過(guò)再磨處理。同時(shí)-0.045mm級(jí)別在搖尾及中礦中丟失較多，這部分產(chǎn)品目前重選回收較困難。

2.3 搖床精礦電選試驗(yàn)

試驗(yàn)中采用高壓電選機(jī)對(duì)-0.1+0.045mm級(jí)別的搖床精礦進(jìn)行了電選條件試驗(yàn)，試驗(yàn)中采用一粗三掃選別流程，粗選和掃選的精礦合并為最終精礦，主要考察電選機(jī)工作電壓對(duì)電選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。可知，在工作電壓為19.5kV時(shí)，鈦精礦TiO2品位38.20%，作業(yè)回收率66.57%，選別效果較好。

圖4 工作電壓對(duì)鈦鐵礦選別效果的影響

2.4 綜合條件試驗(yàn)

由前面試驗(yàn)結(jié)果可知，通過(guò)“磁-重-電”聯(lián)合技術(shù)工藝，可以獲得TiO2品位大于38%的鈦精礦，因此針對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行了綜合條件試驗(yàn)，試驗(yàn)按圖5所示流程圖進(jìn)行，其中+0.1mm級(jí)別進(jìn)行了再磨。試驗(yàn)最終精礦結(jié)果如表4所示。由試驗(yàn)結(jié)果可知，最終可獲得TiO2品位39.28%，回收率13.87%的鈦精礦。

圖5 磁-重-電選礦工藝流程

表4 最終鈦鐵礦精礦結(jié)果

3 結(jié) 論

1)試樣中TiO2品位較低，僅為3.2%，試樣中可回收的鈦鐵礦僅占礦物組成的5%左右。

2)強(qiáng)磁預(yù)選可有效的拋除尾礦，獲得鈦粗精礦，通過(guò)分級(jí)重選可有效提高鈦粗精礦的品位，搖床精礦經(jīng)過(guò)高壓電選后，可獲得TiO2品位大于38%的鈦精礦，但+0.1mm級(jí)別的搖床精礦需再磨處理。

3)“磁選-重選-電選”綜合條件試驗(yàn)可獲得較好的選別指標(biāo)，最終精礦TiO2品位為39.28%，回收率為13.87%。較好的綜合回收了試樣中的鈦。

[1] 廖祥文,張?jiān)?shū),陳達(dá),等.攀西某低品位釩鈦磁鐵礦選鐵試驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)綜合利用,2006(3)：3-6.

[2] 張俊輝,張淵,楊永濤.某釩鈦磁鐵礦選鐵工藝流程研究[J].礦產(chǎn)綜合利用,2008(6)：19-21.

[3] 陳達(dá),傅文章,洪秉信.某釩鈦磁鐵礦綜合利用試驗(yàn)研究[J].中國(guó)礦業(yè),2011，20(5)：84-86.

[4] 傅文章，張淵，洪秉信，等.攀枝花細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的浮選[J].礦產(chǎn)綜合利用,1999(6)：4-8.

[5] 周建國(guó),王洪彬,曾禮國(guó).攀枝花微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的回收[J].廣東有色金屬學(xué)報(bào),2006,16(1)：1-5.

Study on recovering ilmenite from V-Ti magnetite tailings

LIU Chang-miao1，2，WU Dong-yin1，2，LV Zi-hu1，2，ZHAO Deng-kui1，2，WEI Min1，2，WANG Shou-jing1，2,FENG An-sheng1，2,GUO Zhen-xu1，2

(1.Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Zhengzhou 450006，China；2.Key laboratory for poly-metallic ores utilization of Chinese Ministry of land and resources，Zhengzhou 450006，China)

A certain V-Ti magnetite tailing is of the type of low grade sample.The grade of TiO2in the sample is 3.2%，and the content of ilmenite in the sample is 5%.TiO2is mainly distributed in the fine sample.After discarding tailings by magnetic separation，rough concentrate with the TiO2grade of 12% was obtained.Then rough concentrate was classficated to carry on the gravity and electrostatic separation，and concentrate with TiO2grade of 38% was gained.Based on the process of “magnetic-gravity-electrostatic separation”，the grade of TiO2in final concentration is 39.28%，and the recovery rate of TiO2is 13.87%.

tailings;ilmenite;discarding tailings by magnetic separation;gravity separation；electrostatic separation

2014-02-10

國(guó)土資源部地質(zhì)礦產(chǎn)評(píng)價(jià)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目資助(編號(hào)：12120113088200)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(編號(hào)：U1304519)；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局百名青年地質(zhì)英才培養(yǎng)計(jì)劃資助

劉長(zhǎng)淼(1981- )，河南南陽(yáng)人，副研究員，主要從事礦物加工及選礦藥劑研究，E-mail：changmiaoliu@163.com。

TD923+.13

A

1004-4051(2015)05-0115-03