甘肃某低品位难选钛铁矿磁电选矿试验研究.pdf

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第6期矿产保护与利用№．62016年12月CONSERVATIONANDUTILIZATIONOFMINERALRESOURCESDec．2016甘肃某低品位难选钛铁矿磁电选矿试验研究张建文(长沙矿>台研究院有限责任公司，湖南长沙410012)摘要：针对甘肃某含TiO13．38％、TFe21．12％的钛铁矿，进行了系统选矿试验研究。试验结果表明，在磨矿条件下，采用重选一磁选一电选联合流程，可获得钛精矿产率13．35％、TiO品位45．97％、回收率45．46％的较好试验指标。该试验研究为合理开发此类钛铁矿提供技术思路。关键词：钛铁矿；重选；磁选；电选中图分类号：TD952．7文献标识码：B文章编号：1001—0076(2016)06—0021—05DOI：10．13779／j．enki．issnl001—0o76．2016．06．005TheMagnetic--ElectrostaticSeparationStudyofLowGradeRefractoryllmeniteinGansuProvinceZHANGJianwen(ChangshaResearchInstituteofMiningandMetallurgyLimitedLiabilityCompany，Changsha410012，China)Abstract：Asystembenefieiationstudywascarriedoutonacoarsei]meniteorewithTiO，13．38％andTFe21．12％inGansuprovince．Theresultsshowedthatitwasfeasibleforlowgraderefracto—ryilmenitetobedisposedbyusingcombinedflowsheetofgravity——magnetic--electrostaticsepara·tionaftergrinding．Andaseparationindexesofilmeniteyield13．35％，TiO245．97％，andilmen-iterecovery45．46％wereobtained．Thisstudyprovidedtechnicalassistanceforrationaldevelop-mentofthistypeofilmenite．Keywords：ilmenite；gravityseparation；magneticseparation；electrostaticseparation钛元素在地壳中分布较广，在所有元素中列居组成等因素，目前国内外普遍采用的钛铁矿选矿方第9位。由于钛金属和钛合金在作为涂料、新型法有重选、磁选、电选和浮选等。随着钛铁矿入选品结构材料、防腐材料等方面的优越性能，使其在航空位越来越低，采用环境友好、低能耗的选矿联合流程航天、舰船军工、冶金化工、机械电力、医疗器械等领是未来钛铁矿选矿技术的发展方向。工业选钛常用域得到广泛应用。全球钛资源非常丰富，分布范围的联合流程有重选一电选、重选一磁选一浮选、重较广且分布不均，主要分布在南非、澳大利亚、加拿选一磁选一电选、粗粒重选一电选、细粒磁选一浮选大、中国、莫桑比克和印度等国J。我国钛铁矿资等工艺一。源储量居世界首位，主要分布在四川、河北、海南、湖甘肃境内地质成矿条件优越，钛铁矿等矿产资北、广东、甘肃等全国二十多个省区。合适的钛铁矿选矿工艺取决于矿石性质和矿物源丰富，钛资源主要以原生钛铁矿岩矿为主。但在收稿日期：2016—08—19基金项目：中央驻湘科研机构技术创新发展专项(2013TF3002)作者简介：张建文(1982一)，内蒙古呼和浩特人，博士研究生，工程师，主要从事碎磨技术、磁电选矿技术及装备的研究工作。 ·22·矿产保护与利用2016庄发现的多处钛铁矿矿点中，含TiO品位一般为4％～7％，个别较高者可达17．43％。如地处甘肃天祝3选矿试验研究藏族自治县的大滩钛铁矿为单一特大型钛铁矿岩浆3．1选矿原则流程的确定游离型矿床，其TiO平均品位仅为6．17％。本文以由矿石性质可知：(1)原矿矿物组成复杂，金属甘肃某低品位钛铁矿为研究对象，对其进行系统的矿物包含有钛铁矿、钛磁铁矿、磁铁矿、赤铁矿等；脉选矿试验研究，为其开发利用提供依据。石矿物主要为石英，其次为辉石、角闪石等，因此有2矿石性质必要通过弱磁选除去磁铁矿、钛磁铁矿等强磁性矿物，同时采用螺旋溜槽等重选设备提前抛除大量脉经镜下鉴定、x射线衍射分析和扫描电镜分析石矿物。(2)钛铁矿样品粒度较粗，且存在大量连等研究表明，原矿中金属矿物主要为钛铁矿，其次为生体，因此要得到合格钛精矿产品，磨矿环节非常必钛磁铁矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和黄铁矿等；脉石要。(3)电选工艺具有流程简单、分选指标好、尾矿矿物主要为石英，其次为辉石、角闪石、绿泥石、榍石损失少、环保无污染等优点，广泛应用于钛铁矿的精和磷灰石等。由于氧化作用的影响，沿少数钛铁矿选中，因此从控制生产成本和环保角度考虑，本试验边缘或裂隙可见赤铁矿或榍石嵌布，随着交代程度确定采用电选进行钛铁矿精选。综合考虑甘肃钛铁的增强，钛铁矿常呈微细残余分布在这些蚀变矿物矿的原矿性质与特点，并结合国内外钛铁矿选矿生中，这将会影响最终钛铁矿精矿品位。原矿化学多产实践经验，本试验最终确定的选矿原则流程为：原元素成分分析结果见表1，钛的化学物相分析结果器矿一磨矿一螺旋溜槽一湿式弱磁选一湿式中∞磁帅选∞一弛∞蛐见表2，原矿的粒度筛析结果见表3。干燥一鼓筒电选。表1原矿化学多元素成分分析／％3．2磨矿细度试验考虑到甘肃某钛铁矿原矿粒度较粗，其中+0．15mm粒级产品产率高达75．26％，且原矿中钛铁矿大表2原矿钛的化学物相分析／％部分以各种形式与赤铁矿、榍石或脉石等紧密镶嵌构成不同比例的连生体，故首先进行磨矿细度试验。磨矿试验采用实验室XMQ—qb240×90锥形球磨机，控制磨矿浓度60％，磨矿细度试验结果见图1。TiO2TiO2分布率mm品位个别累计图1磨矿细度试验结果由表1、表2和表3可知，原矿中主要成分为TiO、FeO、Fe2O3和SiO等，原矿TiO2和TFe含量欲使钛铁矿、磁铁矿等有用矿物在选矿过程中分别为13．38％和21．12％，属低品位钛铁矿石，钛有效分离与富集，前提是矿石需碎磨至基本单体解主要以钛铁矿形式存在，其次为钛磁铁矿和榍石，钛离。其次，为保证钛铁矿的重磁选及电选回收效果，铁矿原矿粒度较粗。镜下初步观察样品中连生体较矿石又不能磨得太细。由图1可知，随着磨矿时间多，要获得合格钛精矿产品，磨矿作业非常必要。的增加，一0．15mm和一0．074mm粒级产率都不断 第6期张建文：甘肃某低品位难选钛铁矿磁电选矿试验研究增加，当磨矿细度达到一0．074mm含量59．53％3．4湿式弱磁选条件试验时，钛铁矿单体解离度如图2所示。显然，磨矿产品原矿中含有磁铁矿、钛磁铁矿等强磁性矿物，因中94％以上的钛铁矿已呈单体状态产出。考虑到此有必要先进行弱磁选除铁。湿式弱磁选条件试验现场实际生产情况，确定后续试验磨矿细度为采用CRIMM~400—300电磁圆筒磁选机，给矿浓度一0．075mm占60％左右。控制在25％左右，磁场强度条件为变量，湿式弱磁选条件试验结果见图4。图2—0．074mm含量59．53％时钛铁矿的解离度3．3螺旋溜槽条件试验图4湿式弱磁选条件试验结果螺旋溜槽是处理钛铁矿的有效重选设备，它具从图4说明，随着磁场强度的增加，强磁性物含有结构简单、运行费用低、处理能力大等优点，其作TFe品位呈下降趋势，TiO：品位变化不大，两者回收用为除去石英、辉石、角闪石等脉石矿物，同时具有率则持续增加，这说明随着磁场强度的增加，强化了擦洗除泥作用，以利于改善矿物表面性能。螺旋溜对磁铁矿、钛磁铁矿等强磁性物的回收。综合考虑槽试验采用0600螺旋溜槽，控制磨矿细度为选取湿式弱磁选磁场强度为0．12T较合适，此时获一0．075mm占60％左右，进行螺旋溜槽给矿浓度得的强磁性物TFe品位为46．18％，TiO：品位为条件试验。螺旋溜槽条件试验结果见图3。14．24％，回收率分别为42．87％和20．30％。3．5湿式中磁选条件试验将弱磁尾矿进行湿式中磁选条件试验，考察中磁选磁场强度对钛铁矿选别效果的影响。试验选用CRIMMqb400永磁筒式湿式中磁选机，磁场强度为变量，辊筒转速15r／min。中磁选条件试验结果见图5。给矿浓度／％图3螺旋溜槽条件试验结果从图3可以看出，螺旋溜槽给矿浓度对钛精矿重选指标有一定影响。随着螺旋溜槽给矿浓度的提高，螺旋精矿TiO：品位逐渐降低，回收率则先升后降。综合考虑选取螺旋溜槽给矿浓度30％较为合适，此时获得的螺旋精矿TiO：品位为15．20％，回收图5湿式中磁选条件试验结果率为90．37％。 ·24·矿产保护与利用2016正由图5可知，随着磁场强度的提高，钛精矿中业最佳条件进行全流程验证试验，试验流程见图6，TiO品位逐渐降低，回收率先升高后降低。综合考试验结果见表5。燎矿虑，在磁场场强为0．4T时获得的钛精矿指标较好，可得到含TiO，29．49％、回收率55．21％的钛粗精矿。中磁选钛粗精矿进行后续电选精选试验。3．6高压电选条件试验高压电选条件试验前先将中磁精矿经烘箱充分烘干，保证电选给矿含水率低于1％，并具有一定的物料温度。电选试验采用长沙矿冶研究院研制的YD3140—11L鼓筒型高压电选机，分选电压在0～60kV范围内可调，圆筒转速在30—300r／min之间可调，工业型YD高压电选机多为两列三层六辊配钛精矿中矿耀矿3置，实验室试验模拟工业电选机进行三次选别。影响电选的因素主要有分选电压、圆筒转速、分隔板位图6全流程验证试验流程置、物料加温温度、空气湿度等。根据甘肃某钛铁矿表5全流程验证试验结果／％矿石特点及钛铁矿国内外选矿生产实践经验，电选试验固定分选电压为36kV及其他影响因素不变，考察鼓筒转速对钛铁矿选矿的影响。高压电选条件试验结果见表4。表4高压电选条件试验结果／％分选条件产品产率TiO品位TiO：回收率注：磁精矿含TFe品位为46．21％，回收率为42．90％。由表5结果可知，采用重磁电全流程验证试验，可获得产率13．35％、TiO：品位45．97％、TiO：回收率45．46％的钛精矿；选出的磁精矿产率为19．26％，TiO，品位为14．14％，TFe品位为46．21％，回收率分别为20．17％和42．90％；螺旋溜槽和湿式中磁选尾矿中TiO2品位分别为6．64％和5．58％，回收率的损失分别达到9．7％和14．76％，原因为只进行了一次螺旋溜槽和湿式中磁选试验，工业生产表4结果表明，鼓筒转速太高时精矿品质差，太中应增加螺旋溜槽和湿式中磁选扫选试验，以获得低时精矿回收率又不能保证。综合考虑在分选电压最大的钛铁矿回收率。为36kV，鼓筒转速为150、120、90r／min时选出的钛最终电选试验获得的钛精矿TiO品位始终未精矿指标最好，此时可得到产率13．37％，TiO品位能达到46．5％以上，而在磨矿细度为一0．074mm含45．99％，回收率为45．55％的钛精矿。此时抛出的非量59．53％时，磨矿产品中94％以上的钛铁矿已呈导体尾矿产率8．87％，TiO品位为3．01％，分布率为单体状态产出，可以认为其单体解离程度并不是影1．98％。响钛精矿品位的主要因素。为查明影响钛精矿品位的主要原因，采用扫描电镜对钛精矿进行能谱微区3．7重选一磁选一电选全流程验证试验成分分析，见表6。分析时选择的微区均为未发生根据前述矿石性质及重选一磁选一电选条件试蚀变、内部不含杂质矿物的颗粒。由表6分析结果验的结果，为最大限度提高钛、铁回收率，按照各作 第6期张建文：甘肃某低品位难选钛铁矿磁电选矿试验研究表明，由于类质同象置换，钛精矿中钛铁矿普遍含有量低了5．40个百分点，而FeO的含量则高出3．64较高的铁，平均含TiO247．26％、FeO50．98％。与个百分点。因此，钛精矿中钛铁矿本身TiO含量较钛铁矿的理论成分相比，钛精矿中钛铁矿的TiO含低、铁含量较高是影响钛精矿品位的最主要因素。表6钛铁矿的能谱微区成分分析结果／％序号TiO2FeOMnOMgOCaO序号TiO2FeOMnOMgOCaO148．3449．761．640．160．101447．5550．231．340．850．O3247．2851．261．120．240．101549．2049．111．00O．690．00345．4952．751．520．24O．0o1645．2852．531．170．910．11445．0853．151．630．110．031748．2650．101．470．090．08546．6751．641．580．060．051845．7552．391．770．090．00648．5649．631．580．210．021950．0748．121．800．010．00747．6950．431．620．100．162046．2052．091．430．250．O3846．7851．751．270．180．022148．0550．291．540．020．10945．7352．731．30O．19O．O52247．5550．871．170．380．031047．9750．3l1．660．000．O62348．2750．131．320．190．091146．6851．601．420．210．092445．5252．141．340．940．061247．9450．491．490．050．032549．0549．231．480．230．011346．6451．711．270．350．03平均47．2650．981．440．270．05选回收其中的钛铁矿，磁选尾矿进行资源再利用，如4结论用于采空区充填料，制备水泥、混凝土等建筑材料。(1)针对甘肃某低品位难选钛铁矿石，采用磨矿一重选一磁选一电选联合流程，可获得含TiO参考文献：45．97％、回收率为45．46％的钛精矿，同时得到铁[1]吴贤，张健．中国的钛资源分布及特点[J]．钛工业发展，精矿副产品。本试验流程简单，环保无污染，为合理2006，23(6)：8—12．[2]邓国珠．世界的钛资源及其开发利用现状[J]．钛工业发开发此类钛铁矿资源提供了技术思路。展，2002(5)：9—12．(2)最终钛精矿TiO：品位未达到46．5％以上，[3]王立平，王镐，高颀，等．我国钛资源分布和生产现状分析原因为：一是受氧化作用的影响，钛铁矿与赤铁[J]．稀有金属，2004，28(1)：265—267．矿等蚀变矿物紧密镶嵌，较难分离；二是由于类质同[4]王珍，孙体昌，纪军，等．某细粒钛铁矿选矿试验研究象置换，矿石中钛铁矿物本身TiO含量较低、铁含[J]．矿产保护与利用，2010(5)：25—28．量较高，这是制约钛精矿品位的最主要因素。[5]覃文庆，王彦莉，曲鸿鲁，等．山东某复杂钛铁矿的选矿(3)螺旋溜槽和湿式中磁选尾矿中TiO：品位分试验研究[J]．矿产保护与利用，2009(3)：23—26．别为6．64％和5．58％，考虑到甘肃钛铁矿床中原矿[6]刘星，李秀成，刘飞燕，等。甘肃大滩某低品位钛铁矿石含TiO，品位一般为4％～7％的情况，可采取措施选矿试验[J]．金属矿山，2014(12)：75—78．为：一是增加螺旋溜槽和湿式中磁选扫选作业，以提[7]刘长淼，吴东印，吕子虎，等．某钒钛磁铁矿尾矿中钛铁矿的选矿研究[J]．中国矿业，2015，24(5)：115—117．高钛铁矿的回收率；二是将这两种含钛尾矿通过强磁