我国钛矿选矿概述

刘琴

（四川省有色科技集团有限责任公司，四川成都 610037）

钛是地壳中存储量非常丰富的元素之一，结合美国地质调查信息显示，世界各国钛矿存储量累计总共32.4亿吨(按Ti02计）,含量仅次于铝、铁、镁，位居第四，主要分布在澳大利亚、巴西、印度等。钛矿物形式多样，钛含量大于1%的矿物就有140余种，但大部分没有工业利用价值。已被广泛开采利用的是金红石［1］（Ti02含量为90%～100%）和钛铁矿石（Ti02含量根据矿石性质而有所差异，一般在50%左右）。

我国钛矿物产富足，分布在全国二十多个省区，除了原生矿和砂矿，还有钒钛磁铁矿和钛铁矿，占总储量的98%，金红石占2%［2］。根据全国矿资源信息统计，已经确定的存储量为4.8亿吨（按Ti02计），大约占世界存储量的1/4，仅四川攀枝花钒钛铁矿区，钛储量就占到了全国的90%以上。

钛是现代工业之母，由于其特殊的物化性质，被广泛应用于航天航空、化工、航海、核电及日常生活等领域［3］。钛精矿主要用于钛白工业，作为海绵钛的生产原料，还是电焊条的药皮原料等。

1 钛铁矿选矿方法的概述

1.1 选矿的方法

选钛铁矿的方法有电选、重选、磁选和浮选等。

1.1.1 电选法

电选法主要应用在钛铁矿精选中，粗精矿中含有辉石、石英等非导电性矿物的时候，可以用电选的方法进行分离。电选法主要用于钛精矿生产的收尾工作，应用广泛。国内的电选机，就是鼓式电选机。

1.1.2 重选法

钛铁矿与脉石矿物相比，钛铁矿的比重更大，一般选择重选的方法，用于粗选抛尾，或者预处理。重选法的优势是环境污染小、成本低和操作性强，作为钛矿选矿的预富集手段是必不可少的，也是一种极为有效的方法。在20世纪50年代初，回收钛铁矿脉矿中的钛铁矿研究，大多是用的重选法，回收海滨砂矿中的钛铁矿也是用的重选法。

1.1.3 磁选法

磁选法是钛矿选矿选矿工艺中最普遍使用的方法。其经常用弱磁选机选强磁性矿物，比如磁铁矿、钛磁铁矿等等；钛铁矿抛尾是用强磁选的方法，排出合格尾矿，减少后续作业的处理量。

1.1.4 浮选法

在20世纪40年代末，浮选法回收钛铁矿开始应用在工业生产上，用浮选法进行钛铁矿回收是性价比最高的方法［4］。因此，后续很多国内外的选厂拔地而起，比如：芬兰的奥坦麦（Otatirnaki）矿、中国的重钢太和铁矿、攀钢选钛厂等。

1.2 选矿工艺

钛矿物常常与多种矿物伴生，大部分是由多种矿物组成的复合矿物，单一的选矿工艺方法，很难选出高纯度和高品位的钛矿物。因此，必须对钛矿物的性质和组成充分了解，弄明白各种选矿方法的优缺点，再在实验的基础上明确选矿工艺流程。选钛工艺流程有：1.重选-电选；2.重选-磁选-浮选；3.粗粒重选-电选，细粒磁选-浮选；4.单-浮选或磁选-浮选等。

1.3 钛铁矿的浮选药剂

1.3.1 捕收剂

钛铁矿浮选有含磷、砷类，脂肪酸类，羟肟酸类等捕收剂。通过实践，两种或两种以上药剂混合使用时，选别的效果普遍要优于任何一种药剂的单独使用。组合捕收剂包括：主捕收剂和辅助捕收剂。类型有：阳离子捕收剂-阴离子捕收剂、非极性捕收剂-其它类型捕收剂、捕收剂-絮凝剂、捕收剂-起泡剂等。国内目前的捕收剂主要有：MOH、MOS、R-2、R-3、F968［8］捕收剂等。

1.3.2 调整剂

调整剂在钛铁矿的浮选中具有举足轻重的作用，故此类药剂研究也比较多，主要有：分散剂、pH调整剂、絮凝剂等等。调整剂有在矿浆中发生作用、在矿物表面发生作用、在气泡表面发生作用共3种作用方式。日常工作中，往往需要多种类药剂协同作用，才能获得良好的浮选效果。

2 金红石选矿概述

2.1 金红石选矿工艺

金红石矿的矿物组成非常复杂，而且精矿产品要求Ti02含量大于87.5%，其选矿工艺，必须用磁选、重选、浮选、电选、酸洗、焙烧等组合型选矿工艺，才能获得高品位、高纯度的金红石精矿产品［6］。国内，结合金红石性质特点，其选矿多采用重选抛尾、精矿浮选的选矿工艺。

2.1.1 磁选

磁选，是将具有导磁磁性的矿物和非导磁的金红石矿物予以分离。选别金红石的磁选设备有：Φ885单盘磁选机和双盘磁选机、PC-2Φ580mm干式磁选机等等。

2.1.2 重选

砂矿型金红石矿常选择重选选矿工艺。金红石重选的研究主要体现在重选设备的研究方面。如常采用摇床、螺旋溜槽、螺旋选矿机等重选设备进行抛尾作业。摇床主要有双向尖灭床面、双曲波摇床、摇床磁选机等等。

2.1.3 浮选

金红石选矿大多使用多种选矿手段，采用联合工艺流程。由于目前尚未找到特别有效的选择性金红石捕收剂，促进了人们对金红石磷选的理论和实践研究，使得我国在金红石浮选捕收剂方面的试验研究渐渐得到重视。

2.1.4 电选

电选是将金红石与非导电矿物进行分离，提高金红石精矿的品位和纯度。其设备有：YD-3、YD-3B高压电晕电选机、Φ120mm×1500mm双辊电选机等等。

2.1.5 酸洗

酸洗是洗去金红石边缘和裂隙的脉石矿物和铁质矿物，解离连生的金红石，使金红石和脉石矿物的物性差异完全显示出来，故获得高质量金红石精矿，酸洗作业必不可少。

2.2 金红石的浮选药剂

2.2.1 捕收剂

捕收剂是金红石浮选的重点，捕收剂包括：苄基胂酸、氧化石蜡皂和油酸、烷基α-羟基二膦酸、苯乙烯膦酸、水杨氧肟酸、C7-9羟肟酸等等均能有效捕收金红石［5］。

2.2.2 调整剂

国内在金红石浮选调整剂方面做了大量研究。研究结果表明铅离子能够有效活化金红石，硫酸铝和糊精能够抑制金红石，六偏磷酸钠、二氟硅酸钠、氢氟酸、水玻璃和羧甲基纤维素可以作为脉石抑制剂［7］。

3 存在的问题和几点建议

3.1 加强选矿工艺改革研究

我国的钛矿企业所采用的选矿工艺均较复杂，这也是由我国钛矿资源的特性决定的，从而导致选矿成本较高，甚至有些企业面临不盈利的局面。这其中有管理不完善的原因，更重要的是选矿工艺复杂造成的。因此，对钛矿选矿工艺的改革迫在眉睫，研究合理可行的选矿工艺，降低选矿工艺成本，是当前选矿工艺改革研究重中之重。

3.2 加强浮选药剂的研究

钛矿选矿中重要手段是浮选，浮选的关键在于浮选药剂。虽然不时有新的钛矿浮选药剂研究成果的报道，但大多数为复配以及组合药剂，这些药剂并没有很强的适应性，大多数只对某个矿体效果较好。由此可见，研究一种或几种针对钛矿浮选的革命性药剂，将成为广大选矿工作者面临的一个巨大挑战，也是未来钛矿浮选的主要攻克目标。

3.3 加强综合利用研究

大多数钛矿，特别是在钛铁矿和钒钛磁铁矿中，含有多种有价元素，但是在实际生产中往往对这些有用成分并没有进行有效的回收利用。通过选矿手段，或者多种工艺联合，包括冶金、生物等技术，在回收钛矿物的同时，对矿石中其它有价元素进行综合利用回收，进一步提升资源价值，有效释放可利用资源量，提高资源的综合利用率，加强综合利用研究，将是未来选矿工作的主要方向。