魏祥松

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州，072754

選鐵尾礦綜合回收利用低品位磷、鈦、鈷技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用

魏祥松*

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州，072754

豐寧招兵溝低品位磷礦特點(diǎn)為中品位磁鐵礦、低品位磷礦等共生。通過對(duì)選鐵尾礦的研究，確定了常溫?zé)o堿浮選回收磷礦物、合理的重-磁選聯(lián)合工藝回收鈦鐵礦物、浮選工藝回收硫鈷礦物的選礦工藝路線，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。

選鐵尾礦 低品位磷礦 鈦鐵礦 硫鈷 綜合回收 工業(yè)化

中國(guó)北方河北豐寧三贏公司的豐寧招兵溝低品位磷礦屬變質(zhì)型礦床，磁鐵礦（含鈦磁鐵礦）-磷灰石型礦石。其特點(diǎn)為中品位磁鐵礦、低品位磷礦與低品位鈦鐵礦、超低品位硫鈷等共生。為使招兵溝鐵磷礦中的磷、鈦、硫鈷等資源得到合理的綜合回收利用，開展了從磁選尾礦中選礦回收磷、鈦、硫鈷的實(shí)驗(yàn)室選礦試驗(yàn)研究，確定了合理的綜合回收選礦工藝流程。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室選礦試驗(yàn)研究成果，改擴(kuò)建了原礦處理能力為30萬t/a老選廠，新建了原礦處理能力為300萬t/a的新選廠，綜合回收招兵溝鐵磷礦中的磁鐵、磷、鈦鐵、硫鈷礦物。確定了常溫?zé)o堿浮選回收磷礦物、合理的重-磁選聯(lián)合工藝回收鈦鐵礦物、浮選工藝回收硫鈷礦物的選礦工藝路線。

1 礦石性質(zhì)

河北省豐寧縣招兵溝鐵磷礦礦石類型較為簡(jiǎn)單，主要礦石礦物為磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石等。脈石礦物主要有輝石、角閃石、黑云母、斜長(zhǎng)石等。

礦石結(jié)構(gòu)主要為中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)、花崗變晶結(jié)構(gòu)，其次有片柱狀變晶結(jié)構(gòu)、隕鐵結(jié)構(gòu)、平行連晶結(jié)構(gòu)、固溶體結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、片麻狀、條帶狀、網(wǎng)狀構(gòu)造。礦石自然類型一般為斑雜狀鈦磁鐵礦石、斑雜狀磁鐵礦礦石、塊狀鈦磁鐵礦礦石、塊狀磁鐵礦礦石、片麻狀磁鐵磷灰石礦石和片麻狀鈦磁鐵磷灰石礦石。礦石工業(yè)類型可分為鈦磁鐵磷灰石礦石、磁鐵礦礦石、鈦磁鐵礦礦石和磁鐵磷灰石礦石。

礦石中含TFe10%～20%、含P2O5品位平均為3%±，含TiO25%±；鐵與鈦及磷的含量一般成正比關(guān)系。磷、鈦、硫鈷品位較低。

該礦一直以選鐵為主，對(duì)選鐵尾礦中的其他有用組分未能綜合回收，可回收利用的低品位磷、鈦、鈷等作為尾礦拋棄。由于該礦礦石結(jié)晶較好，適宜采用階段磨礦階段選礦的綜合回收工藝，其選鐵尾礦中的主要元素含量見表1。

2 磷的綜合回收

磷礦浮選采用的AW-10捕收劑，該藥劑不僅無毒、無污染，而且還有很好的生物降解性能，有利于環(huán)境保護(hù)。該成果解決了浮選礦漿需要加入大量的碳酸鈉調(diào)整礦漿pH值的問題；降低了浮選溫度，實(shí)現(xiàn)了常溫浮選，對(duì)節(jié)約能源、降低選礦成本做出了很大貢獻(xiàn)。依據(jù)試驗(yàn)確定的工藝流程，設(shè)計(jì)建成了處理能力30萬t/a原礦的磷浮選車間，并于2005年9月投產(chǎn)，生產(chǎn)出了高品質(zhì)的磷精礦。工業(yè)調(diào)試改造后確定了磁選尾礦經(jīng)旋流器脫水，一段開路磨礦，磨細(xì)度0.074mm(-200目)含量 50%±5,一次粗選一次掃選二次精選、中礦順序返回的常溫浮選工藝流程（圖1）。

表1 選鐵尾礦多項(xiàng)分析結(jié)果Table 1 Multi-analysis results of iron tailings

工業(yè)生產(chǎn)采用常溫浮選工藝回收磷礦物，浮選礦漿不需要加溫、加堿。浮選藥劑均為常規(guī)、無毒、無污染的產(chǎn)品。浮選藥劑制度簡(jiǎn)單，僅加入了水玻璃調(diào)整劑和浮選捕收劑。

流程考查指標(biāo)為：入選原礦品位P2O53.84 % ，磷精礦品位P2O537.88 % 、Fe2O31.50 %、MgO 0.96 % ，磷精礦回收率95.49 %。

采用的選磷捕收劑AW-10，是合理開發(fā)利用招兵溝磷礦這一易選磷灰石，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。該捕收劑必須具備原料來源廣、價(jià)廉、無毒、選擇性及捕收能力好等特點(diǎn)，并能克服使用氧化石臘皂類的捕收劑價(jià)高，泡沫粘、精礦不易后處理等缺陷。捕收劑主要由兩部分組成，第一部分（占80%）采用化工、油脂廠廢料作原料，變廢料為有用產(chǎn)品，因此也減少了相關(guān)行業(yè)造成的環(huán)境污染。但單獨(dú)作為捕收劑用量較高，礦漿粘性大。第二部分（占20%）是一種陰離子型活性助劑，具有增溶、分散、乳化、發(fā)泡和潤(rùn)濕滲透作用，能顯著促進(jìn)脂肪酸類捕收劑的高度分散溶解，從而增加主體捕收劑被目的礦物吸附的濃度，降低選擇性好的捕收劑為達(dá)到浮選必須的臨界膠束濃度而需要的用量，使得主體捕收劑在較寬的介質(zhì)中和較低的溫度下具有良好的分散溶解性。該助劑還具有發(fā)泡性能好、泡沫性脆的特點(diǎn)。因而采用 AW-10捕收劑能夠?qū)崿F(xiàn)招兵溝磷礦常溫、無堿浮選，并且精礦沉淀濃縮性能好。另外，該活性助劑有很好的生物降解性能，對(duì)礦山實(shí)際產(chǎn)生尾礦水的分析結(jié)果（表 2）表明：尾礦水中的 COD含量較上一生產(chǎn)工序磁選尾礦水，降低了將近一半。在捕收劑中引入該助劑后，極大減輕了水質(zhì)污染，有利于環(huán)境保護(hù)。

表2 尾礦水水質(zhì)主要分析結(jié)果（mg/L）Fig.1 Quality flow of reclycling phosphorus times

3 鈦的綜合回收

豐寧鐵磷礦中的伴生鈦鐵礦，結(jié)晶程度較好、粒度較粗大。根據(jù)其礦石性質(zhì)、選礦規(guī)模、設(shè)備投資、選礦成本以及環(huán)境保護(hù)等因素，確定采用重-磁選工藝綜合回收該礦中的鈦鐵礦。工藝路線為：螺旋溜槽拋尾→搖床粗選→鈦鐵粗精礦→磨礦[磨礦細(xì)度為＜0.074mm(-200目)含量 25%～40%]→搖床精選→中強(qiáng)磁精選→鈦鐵精礦。

工業(yè)生產(chǎn)流程考查指標(biāo)為：入選品位 TiO27.02%、磨礦細(xì)度＜0.074mm(-200目)含量39.65%，高品位精礦產(chǎn)率2.94%、品位TiO243.41%、回收率18.18%；低品位精礦產(chǎn)率9.97%、品位TiO223.61%、回收率33.53%，流程考查的數(shù)質(zhì)量流程見圖2。

圖2 鈦回收生產(chǎn)數(shù)質(zhì)量流程Fig.2 Quality flow of recycling times of titanium

該選礦工藝流程及設(shè)備簡(jiǎn)單、動(dòng)力消耗少，綜合回收利用有很好的經(jīng)濟(jì)效益，符合國(guó)家礦產(chǎn)資源利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策。

4 鈷的綜合回收

豐寧招兵溝磷鐵礦中的鈷，主要和硫鐵礦共生在一起。黃鐵礦結(jié)晶較好、粒度較粗大、可選性較好，屬易選礦石。硫鈷選礦的技術(shù)路線為浮選，工藝流程為一次粗選三次精選，中礦順序返回（圖3）。采用選硫化礦常規(guī)選礦藥劑：硫酸、丁基黃藥、2#油。

該工藝工業(yè)生產(chǎn)流程指標(biāo)為：選鐵、磷、鈦后的尾礦品位為Co 0.0073%、S有效0.20%，精礦品位Co 0.3691%、S有效39.31%，尾礦品位Co 0.0051%、S有效0.053%；精礦產(chǎn)率按Co計(jì)算0.60%、按S有效計(jì)算0.37%；Co回收率30.34%、S有效回收率72.72%。

圖3 鈷回收生產(chǎn)數(shù)質(zhì)量流程Fig.3 Quality flow of recycling times of cobalt

5 結(jié)論

通過對(duì)研究成果在招兵溝鐵磷礦選礦廠的實(shí)施，綜合回收了國(guó)家有限的磷、鈦鐵、鈷等資源，減少了全選廠的尾礦排放量10%以上，選礦過程無環(huán)境污染，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)磷礦和磷肥工業(yè)立足國(guó)內(nèi)資源的要求；符合國(guó)家資源與環(huán)境及循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策。

豐寧縣招兵溝鐵磷礦采用浮選工藝回收磷礦物，采用重—磁選工藝回收鈦礦物，浮選回收鈷，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著。對(duì)資源綜合回收利用，有效擴(kuò)展資源儲(chǔ)量，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)起到了行業(yè)科技示范作用。

INDUSTRIAL APPLICATION ON THE TECHNOLOGY OF COMPREHENSIVE RECYCLING PHOSPHORUS, TITANIUM AND COBALT OF LOW GRADE IN IRON TAILINGS

Wei Xiangsong
Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau ,Zhuozhou,Hebei,072754,China

Zhaobinggou low grade phosphorite of Fengning County are composed of the middle grade magnetite coexisted with low grade phosphorite. We set up the reasonable dressing technological line of stage grinding,stage dressing and comprehensive recycle after studying the iron tailings. The industrialization was achieved after adopting floatation method to recycle low grade phosphorite, gravity and magnetic separation method to recycle low grade ilmenite and floatation method to recycle low grade cobalt sulphates.

tailings，iron tailings，low grade phosphorite，ilmenite， cobalt sulphates， comprehensive recycle， industrialization

TD926.4.

：A

：1006-5296（2010）04-0238-03

魏祥松（1963～），男，選礦專業(yè)，高級(jí)工程師

2010-03-12；改回日期：2010-04-22