某低品位钒钛磁铁矿钛资源回收利用技术研究及应用

布存波 杨小龙 薛忠言

（重钢西昌矿业有限公司）

重钢西昌矿业有限公司低品位钒钛磁铁矿综合利用项目（一期）2014 年建成投产，主要处理全铁品位13%～20%的表外矿、极贫矿，年处理量200 万t，生产的弱磁粗精矿供选矿车间回收利用，粗粒磁选尾矿由于全铁品位比较低，现场通过制砂工艺生产副产品建筑砂。该项目主要回收了钒钛磁铁矿，但尾矿中的钛资源未被有效回收利用［1］。粗粒磁选尾矿中的二氧化钛品位达5%，具有很高的回收利用价值，为此，针对该矿品位及粒度组成情况，进行了低品位钛铁矿回收利用试验研究，旨在提高低品位钒钛磁铁矿资源的综合利用率，促进矿山绿色发展。

1 原矿性质

试验原料取自重钢西昌矿业有限公司低品位钒钛磁铁矿综合利用项目（一期）的湿式粗粒磁选尾矿，原料粒度组成及品位分布结果见表1。

由表1 可知，原料全铁品位8.00%，TiO2品位5.32%，铁资源没有回收价值，钛资源有一定的回收价值；原料+1 mm 粒级占比30.12%，+1 mm 粒级TiO2品位相对较低；-1 mm 粒级TiO2分布率为80.16%，-1 mm粒级TiO2品位均大于5.32%。

?

2 试验结果与讨论

2.1 试验工艺流程

参考重钢西昌矿业有限公司选矿车间全粒级钛铁矿磁选、浮选工艺流程及工艺参数［2］，工艺流程采用湿式粗粒磁选尾矿分级—一段强磁选—磨矿弱磁除铁—二段强磁选—浮硫—浮钛（1 粗4 精），试验流程见图1。

2.2 原料分级

根据原料粒度组成及TiO2品位分布特点，原料-1 mm粒级是钛资源回收的主要物料，考虑到实际生产中筛分效率达不到100%，原料用1.6 mm 筛分级，筛下物料进行一段强磁选。

2.3 一段强磁选磁场强度试验

高梯度强磁选可以有效提高钛铁矿品位，抛除大量脉石［3］。一段强磁选设备采用湿式脉动立环高梯度磁选机，对分级筛下物料进行一段强磁选磁场强度试验，试验结果见表2。

?

由表2 可知，随着磁场强度的增加，精矿产率、TiO2回收率升高，精矿TiO2品位降低；当磁场强度由411.48 kA/m 增加到814.19 kA/m 时，精矿TiO2回收率由70.19%提高到83.66%，尾矿TiO2品位变化很小；为了保证后续TiO2回收率，一段强磁磁场强度选择814.19 kA/m，此时，可获得TiO2品位9.38%、TiO2回收率83.66%的一段强磁精矿，强磁尾矿TiO2品位控制在2.00%。

2.4 磨矿弱磁除铁试验

由于原料含有部分钛磁铁矿且粒度粗，钛磁铁矿会对钛铁矿浮选产生影响［4］，为有效回收原料中的钛资源，参考重钢西昌矿业有限公司选矿车间钛铁矿浮选工艺参数［2］，在磨矿细度-0.074 mm60%、除铁磁场强度95.54 kA/m的条件下，对一段强磁精矿筛分后的产品进行磨矿弱磁除铁试验，试验结果见表3。

?

由表3可知，一段强磁精矿通过磨矿弱磁除铁可得到TiO2品位9.21%、TiO2回收率93.81%的磨矿除铁精矿。

2.5 二段强磁选磁场强度试验

一段强磁精矿经弱磁选除铁后获得的精矿TiO2品位为9.21%，还需进行强磁富集，对弱磁除铁尾矿进行二段强磁选磁场强度试验。试验结果见表4。

由表4 可知，随着磁场强度的升高，二段强磁精矿TiO2品位降低，TiO2回收率增加；为兼顾品位及回收率，二段强磁磁场强度选择697.77 kA/m，此时，二段强磁精矿TiO2品位20.02%，TiO2回收率79.80%。

?

2.6 浮选试验

参考重钢西昌矿业有限公司选矿车间钛铁矿浮选工艺流程及参数［2］采用1 次浮硫、1 粗4 精浮钛流程，黄药为浮硫捕收剂，2#油为浮硫起泡剂，硫酸为浮硫、浮钛调整剂［5］，R-2 为浮钛捕收剂，柴油为浮钛辅助捕收剂，进行浮选开路试验。试验药剂制度见表5，试验结果见表6。

?

由表6 可知，二段强磁精矿经1 次浮硫、1 粗4 精浮钛开路试验流程，获得了TiO2品位47.26%、TiO2回收率35.59%的钛精矿，选别指标较好。

2.7 全流程试验

在条件试验的基础上，对原料进行分级—一段强磁选—磨矿弱磁除铁—二段强磁选—浮硫—浮钛（1 粗4 精）全流程试验，试验流程见图1，试验结果见表7。

由表7 可知，原矿全流程试验可获得TiO2品位47.26%、TiO2回收率19.34%的钛精矿；试验取得了较好的选别指标，可进行工业推广运用，实现低品位钒钛磁铁矿中钛资源的高效回收。

?

3 工业应用

为有效提高钒钛磁铁矿资源的综合利用效率，重钢西昌矿业有限公司根据上述研究结果，并结合现场实际生产情况，在低品位钒钛磁铁矿综合利用项目（一期）湿式粗粒磁选尾矿后增设2 mm直线筛分级，筛下物料通过强磁选工艺回收一段强磁精矿，一段强磁精矿输送至选矿车间现有选钛系统通过磨矿弱磁除铁、强磁选、浮选工序回收钛精矿，2021年5月调试整改完成正式投入生产，工业应用结果见表8。

?

由表8 可知，2021 年6 月至2022 年5 月，一段强磁精矿回收量290 550 t，TiO2平均品位11.31%，高于选矿车间选钛入选原料质量要求，钛精矿利润按1 083 元/t 计算，低品位钒钛磁铁矿钛资源回收利用每年可增加利润3 146 万元。

4 结 语

（1）某低品位钒钛磁铁矿湿式磁选后的粗粒磁选尾矿中全铁品位8.00%、TiO2品位5.32%，铁资源没有回收价值。TiO2主要分布在1 mm 粒级以下，-1 mm 粒级TiO2品位均大于5.32%，TiO2分布率为80.16%，钛资源有一定的回收价值。

（2）原矿通过分级—一段强磁选—磨矿弱磁除铁—二段强磁选—浮选工艺，可得到TiO2品位47.26%、TiO2回收率19.34%的钛精矿，试验取得了较好的选别指标，实现了低品位钒钛磁铁矿中钛资源的综合利用，提升了资源保障能力。

（3）通过工业实践应用可知，重钢西昌矿业有限公司2021 年6 月至2022 年5 月一段强磁精矿钛精矿回收量为290 550 t，TiO2平均品位为11.31%，高于选矿车间选钛入选原料质量要求，每年可增加利润3 146 万元，经济效益和社会效益显著。