国外某钛铁矿石选矿试验研究

吕小焕　李金朋

(河钢集团矿山设计有限公司)



国外某钛铁矿石选矿试验研究

吕小焕李金朋

(河钢集团矿山设计有限公司)

南非某风化壳沉积钛铁矿石铁品位为19.06%、TiO2品位为9.90%。为开发利用该矿石，对其进行了选矿试验研究。结果显示：采用干式强磁选抛尾—弱磁选除铁—螺旋溜槽重选—摇床精选的工艺流程可以获得铁品位49.05%、铁回收率33.75%、TiO2品位21.02%、TiO2回收率27.70%的铁精矿，铁品位38.84%、铁回收率16.70%、TiO2品位47.12%、TiO2回收率39.02%的钛精矿。在此条件基础上进行了不同工艺流程对比试验，综合各因素，推荐采用强磁干选抛尾—螺旋溜槽粗选—弱磁除铁—螺旋溜槽精选—摇床精选的试验流程。

钛铁矿石磁选重选

据统计，世界钛资源地质储量(以TiO2计)为 5×108～12×108t，而具有工业利用价值的钛资源主要为钛铁矿、锐钛矿、板钛矿、白钛矿、钙钛矿和金红石[1]，其中对钛铁矿的选别，主要采用磁选和浮选2种方法[2-3]。本研究在对南非某钛铁矿石工艺矿物学分析的基础上进行选矿试验研究，为该矿石开发利用提供依据。

1　矿石性质

1.1矿石成分分析

试验矿石采自南非某风化壳沉积钛铁矿床，矿石主要金属矿物有磁铁矿、钛铁矿，少量钛磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿等，脉石矿物有石英、磷灰石、辉石、角闪石、长石、绿泥石等。对矿石进行化学多元素分析和钛物相分析，结果分别见表1、表2。

表1　矿石化学多元素分析结果 %

表2　矿石钛物相分析结果 %

由表1可知，矿石铁、钛含量较高，其余金属元素含量低，无综合回收利用价值，矿石磷含量较高，对矿石选别影响较大。

由表2可知：矿石主要含钛矿物为钛铁矿，其次为钛磁铁矿；金红石含量较低，很难获得单独的钛精矿；榍石类硅酸盐含钛较低，对选矿结果影响不大。

1.2矿石嵌布粒度分析

对原矿进行粒度分析，结果见表3。

表3　矿石粒度分析结果

表3表明，矿石粒度组成范围较宽，钛主要分布在0.074～0.85mm粒级，随着粒度的增加，铁品位逐渐提高，+0.85mm粒级铁品位达31.61%，可采用磁选除去。矿石有用矿物嵌布粒度较粗，单体解离度高，有用矿物与脉石基本已经单体解离，只有少量脉石矿物和有用矿物嵌布在一起，因此不需磨矿，直接进行选矿试验。

2　试验结果及讨论

2.1干式强磁预选试验

矿石磁性矿物含量高且嵌布粒度相对较粗，因此本着“能拋早抛，能收早收”的原则，首先进行粗粒预先抛尾试验[4]。采用GTD系列粉矿干式永磁磁选机，在粗选磁场强度为400kA/m、扫选磁场强度为720kA/m条件下采用1粗1扫流程进行干式磁选抛尾试验(粗选和扫选精矿合并为预选精矿)，结果见表4。

表4　干式强磁预选试验结果

从表4可知，振动频率为45Hz时获得的指标较优。因此，采用振动频率为45Hz进行试验，此时可以获得铁品位为26.46%、回收率为94.37%，钛品位为13.81%、回收率为94.89%的预选精矿。

2.2弱磁选铁试验

对最佳条件下获得的预选精矿进行不同磁场强度磁选管试验，结果见表5。

表5　预选精矿磁选管试验结果

由表5可知，随着磁场强度的提高，磁性产品铁、钛品位逐渐降低，回收率逐渐提高。综合考虑，选择磁场强度为144kA/m。

2.3弱磁选尾矿重选试验

对最佳条件下获得的非磁性产品按图1流程在螺旋溜槽螺旋直径为500mm、距径比为0.5条件下进行重选试验[5]，结果见表6。

图1　弱磁尾矿螺旋溜槽重选工艺流程

表6　螺旋溜槽试验结果 %

由表6可知，给矿浓度为35%时获得的精矿指标优于给矿浓度为25%的指标。选择给矿浓度为35%，此时获得的钛粗精矿铁品位为37.32%、TiO2品位为28.88%、铁作业回收率为53.12%、TiO2作业回收率为72.14%。

对给矿浓度为35%时获得的钛粗精矿和中矿采用LY1100/500摇床分别进行不同冲程、冲次条件试验。中矿进行摇床试验指标较差。钛粗精矿在冲程为12mm、冲次为280次/min时，获得的指标最佳，见表7。

表7　摇床重选试验结果 %

3　推荐的选矿工艺流程

对原矿进行强磁干选，可抛掉大量合格尾矿；螺旋溜槽重选具有处理量大、能耗低、成本低、富集比高等优点[7]，采用干式强磁选抛尾—弱磁选除铁—螺旋溜槽重选—摇床精选的工艺流程可以获得较好的试验指标[6]。在此基础上，对原矿又分别进行了强磁干选抛尾—螺旋溜槽重选—弱磁除铁—摇床精选、及弱磁除铁—湿式强磁选—浮选流程试验，获得的试验指标与干式强磁选抛尾—弱磁选除铁—螺旋溜槽重选—摇床精选流程相差不多。考虑到工艺配置、基建投资、生产成本等因素，推荐选矿工艺流程见图2。

4　结　论

(1)南非某风化壳沉积钛铁矿石主要金属矿物有磁铁矿、钛铁矿，少量钛磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿等，脉石矿物有石英、磷灰石、辉石、角闪石、长石、绿泥石等。

(2)采用干式强磁选抛尾—弱磁选除铁—螺旋溜槽重选—摇床精选的工艺流程可

图2　推荐选矿工艺流程

以获得铁品位49.05%、铁回收率33.75%、TiO2品位21.02%、TiO2回收率27.70%的铁精矿，铁品位38.84%、铁回收率16.70%、TiO2品位47.12%、TiO2回收率39.02%的钛精矿。

(3)在条件试验的基础上，推荐采用强磁干选抛尾—螺旋溜槽粗选—弱磁除铁—螺旋溜槽精选—摇床精选的试验流程。

[1]徐明，张渊，傅文章，等.云南钛铁矿矿砂磁选试验研究[J].矿产资源综合利用，2011(5)：24-27．

[2]曾文清. 磁选机分选南非红河钛铁矿的半工业试验[J].金属矿山，1997(5)：27-29．

[3]吴彩斌，段希祥，曾桂忠.风化钛铁矿可选性试验研究[J].金属矿山，2002(12)：40-45．

[4]张俊辉，张渊.某低品位钒钛磁铁矿选矿试验研究[J].金属矿山，2008(10)：60-63．

[5]韦连军，黄庆柒，廖江南.云南文山某细粒钛铁矿选矿试验研究[J].金属矿山，2008(7)：51-54．

[6]陈国荣.广西某钛铁矿的选矿工艺设计[J].有色金属：选矿部分，2009(5)：29-32．

[7]刘建国，汤玉和，张军，等.某低品位钛铁矿选矿工艺试验[J].现代矿业，2013(6)：85-87．

2016-04-20)

吕小焕(1987—)，女，助理工程师，063700 河北省唐山市滦县响嘡镇。