云南安益钛磁铁矿选铁试验研究

刘长淼，吴东印，王守敬，吕子虎，赵登魁，卫 敏，冯安生，郭珍旭

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州 450006；2.国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，河南 郑州 450006)

钛磁铁矿主要分布于中国、俄罗斯、加拿大、挪威、南非等国，我国的资源储量近100亿t。我国的钛磁铁矿在四川、云南、河北、黑龙江等地都有分布，其中90%以上的资源都分布在四川地区[1]。我国钛磁铁矿的一般采用“阶段磨矿-阶段磁选”工艺进行铁的回收[2-4]，同时一般在铁精矿中综合回收钛和钒，且常常根据市场情况，对铁精矿指标进行调整，以达到最佳的经济效益。本研究针对云南某低品位钛磁铁矿进行选铁研究，以期为该矿山的开发提供技术依据。

1 矿石性质

1.1 原矿化学组成

原矿化学多项分析结果如表1所示。

由分析结果可知，原矿中TFe品位为21.26%，TiO2品位为6.33%。原矿中铁含量高，是主回收元素，钛含量较高，可以综合利用，V2O5的品位达到0.22%，亦可以综合利用(本文仅探讨钛磁铁矿的选别回收。)

表1 原矿主要化学成分分析结果/%

1.2 原矿矿物组成

根据原矿工艺矿物学研究，原矿的矿物组成及各种矿物含量如表2所示。

由结果可知，矿石中的主要含铁矿物有钛磁铁矿、钛铁矿和黑云母等，主要脉石矿物为辉石、斜长石等，其中钛磁铁矿的矿物含量为23.5%。

表2 原矿主要矿物含量/%

1.3 原矿铁物相分析

为了进一步确定原矿中铁的赋存状态，特进行了铁物相分析，分析结果见表3所示，由结果可知，原矿中磁性铁约占总铁的61.47%。

2 选矿试验

由原矿工艺矿物学分析结果可知，原矿中主要可供回收的铁矿物为钛磁铁矿，其次为钛铁矿等矿物，因此针对原矿进行了详细的磁选试验。

表3 原矿铁物相分析结果/%

2.1 实验室选铁试验

2.1.1 磨矿细度对磁选回收铁的影响试验

为了确定磁选回收钛磁铁矿时，原矿入选的最佳磨矿细度，进行了不同磨矿细度条件下，原矿的磁选试验。试验按图1所示流程进行，试验结果如表4所示。

由试验结果可知，当磨矿细度为40%～60%之间时，一段粗选可获得TFe品位53%左右，回收率在62.5%左右的钛磁铁矿精矿，由于该矿山在钛磁铁矿精矿TFe品位为53.5%时，尽可能的提高回收率，能将矿石效益最大化，综合考虑，确定磨矿细度为-0.074mm含量为50%。

图1 磨矿细度对磁选影响试验流程

表4 磨矿细度对磁选影响试验结果/%

2.1.2 粗选磁场强度对磁选回收铁的影响试验

为了确定回收钛磁铁矿时，粗选的最佳磁场强度，进行了不同磁场强度条件下的磁选试验。考虑到本次实验研究的目标精矿品位要求为53.5%，因此磁选粗选时，可将磁场强度适当提高，在回收钛磁铁矿的同时，也将部分钛铁矿或赤(褐)铁矿连生体选出，以提高TFe回收率，同时还能在不提高磨矿细度的同时，尽早回收钛，在炼钢后，进行钛的回收。试验按图2所示流程进行，试验结果如表5所示，试验中使用的磁选机为脉动式高梯度磁选机。

图2 磁场强度对磁选影响试验流程

表5 磁场强度对磁选影响试验结果

由试验结果可知，在100～170kA/m的磁场强度区间内，钛磁铁矿粗精矿的TFe品位保持在43%左右，TFe回收率在70%左右，而TiO2品位在13%左右，回收率也在70%左右，对照原矿的铁物相分析结果可知，粗选的指标较好。

2.1.3 磁筛精选试验

磁筛是郑州矿产综合利用研究所的一种专利设备，主要用于磁铁矿的精选作业，它根据磁团聚原理，在磁场和重力场的复合优化力场作用下，采用机械分级的方式，可高效去除磁铁矿中的杂质矿物，从而提高磁铁矿的品质，本实验采用磁筛设备，对粗精矿进行提质降杂研究。试验流程如图3所示，试验结果如图4所示。

由试验结果可知，使用磁筛设备，可以有效的提高磁选粗精矿的品位，最终钛磁铁矿精矿的TFe品位保持在55%左右，TFe回收率保持在60%以上，对比物相分析数据可知，回收率指标数据较高。

图3 磁筛精选试验流程图

图4 磁筛精选试验结果

2.2 磁选扩大试验

由实验室试验结果可知，采用“弱磁粗选—磁筛精选”的流程可很好的回收原矿中的钛磁铁矿，选别指标优异。因此采用该流程，进了次扩大试验研究，以验证流程的稳定性和磁筛设备的可靠性。实验采用如图5所示流程，一段磁选的磁场强度控制为143.31kA/m，以保证粗选的回收率。扩大试验原矿处理量为79.20kg/h，实验连续运转24h，共3个班次。扩大实验的最终实验结果如表6所示。

表6 扩大试验试验结果

由此可知，粗选提高选别场强，较好的保证了TFe回收率；精选使用磁筛设备可有效保证最终精矿的TFe品位，采用一段磁选粗选-磁筛精选流程，很好的回收了原矿中的钛磁铁矿，同时也保证了TiO2的回收，取得了TFe和TiO2品位分别为53.89%和13.35%，TFe和TiO2回收率分别为62.23%和51.69%的优异精矿指标。

3 结论

1) 原矿中主要含铁矿物为钛磁铁矿，矿物量达23.5%，钛磁铁矿中所含铁占全铁的61.47%。

2)粗选适当提高选别磁场强度，可以很好的保证粗选回收率，精选使用磁筛设备可以有效的提质降杂，保证精矿品位；当控制磨矿细度为-0.074mm含量50%，控制弱磁磁场强度在100～170kA/m区间内，磁筛间距控制为70mm，可获得TFe品位55.85%、回收率为59.16%的钛磁铁矿精矿。

3)经扩大试验验证，“弱磁磁粗选-磁筛精选”流程可以很好的回收钛磁铁矿。控制磨矿细度为-0.074mm含量50%，一段磁选的磁场强度控制为143.31kA/m，磁筛间距控制为70mm，获得了TFe和TiO2品位分别为53.89%和13.35%，TFe和TiO2回收率分别为62.23%和51.69%的优异精矿指标。

[1] 廖祥文，张裕书，陈达，等.攀西某低品位钒钛磁铁矿选铁试验研究[J].矿产综合利用，2006(3):3-6.

[2] 张俊辉，张渊，杨永涛.某钒钛磁铁矿选铁工艺流程研究[J].矿产综合利用，2008(6):19-21.

[3] 陈达，傅文章，洪秉信.某钒钛磁铁矿综合利用试验研究[J].中国矿业，2011,20(5):84-86.

[4] 陈达，傅文章，洪秉信.某钒钛磁铁矿选铁的试验研究[J].金属矿山，2010(11):75-77.