魏祥松

中化地質礦山總局地質研究院，河北涿州，072754

選鐵尾礦綜合回收利用低品位磷、鈦、鈷技術工業(yè)化應用

魏祥松*

中化地質礦山總局地質研究院，河北涿州，072754

豐寧招兵溝低品位磷礦特點為中品位磁鐵礦、低品位磷礦等共生。通過對選鐵尾礦的研究，確定了常溫無堿浮選回收磷礦物、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

中國北方河北豐寧三贏公司的豐寧招兵溝低品位磷礦屬變質型礦床，磁鐵礦（含鈦磁鐵礦）-磷灰石型礦石。其特點為中品位磁鐵礦、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、硫鈷的實驗室選礦試驗研究，確定了合理的綜合回收選礦工藝流程。

根據(jù)實驗室選礦試驗研究成果，改擴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。確定了常溫無堿浮選回收磷礦物、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

河北省豐寧縣招兵溝鐵磷礦礦石類型較為簡單，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、斜長石等。

礦石結構主要為中粒半自形粒狀結構、花崗變晶結構，其次有片柱狀變晶結構、隕鐵結構、平行連晶結構、固溶體結構。礦石構造主要為塊狀構造、片麻狀、條帶狀、網狀構造。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系。磷、鈦、硫鈷品位較低。

該礦一直以選鐵為主，對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。該成果解決了浮選礦漿需要加入大量的碳酸鈉調整礦漿pH值的問題；降低了浮選溫度，實現(xiàn)了常溫浮選，對節(jié)約能源、降低選礦成本做出了很大貢獻。依據(jù)試驗確定的工藝流程，設計建成了處理能力30萬t/a原礦的磷浮選車間，并于2005年9月投產，生產出了高品質的磷精礦。工業(yè)調試改造后確定了磁選尾礦經旋流器脫水，一段開路磨礦，磨細度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 選鐵尾礦多項分析結果Table 1 Multi-analysis results of iron tailings

工業(yè)生產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、無污染的產品。浮選藥劑制度簡單，僅加入了水玻璃調整劑和浮選捕收劑。

流程考查指標為：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)經濟效益的關鍵。該捕收劑必須具備原料來源廣、價廉、無毒、選擇性及捕收能力好等特點，并能克服使用氧化石臘皂類的捕收劑價高，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，變廢料為有用產品，因此也減少了相關行業(yè)造成的環(huán)境污染。但單獨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)泡和潤濕滲透作用，能顯著促進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。因而采用 AW-10捕收劑能夠實現(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，對礦山實際產生尾礦水的分析結果（表 2）表明：尾礦水中的 COD含量較上一生產工序磁選尾礦水，降低了將近一半。在捕收劑中引入該助劑后，極大減輕了水質污染，有利于環(huán)境保護。

表2 尾礦水水質主要分析結果（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，結晶程度較好、粒度較粗大。根據(jù)其礦石性質、選礦規(guī)模、設備投資、選礦成本以及環(huán)境保護等因素，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[磨礦細度為＜0.074mm(-200目)含量 25%～40%]→搖床精選→中強磁精選→鈦鐵精礦。

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

圖2 鈦回收生產數(shù)質量流程Fig.2 Quality flow of recycling times of titanium

該選礦工藝流程及設備簡單、動力消耗少，綜合回收利用有很好的經濟效益，符合國家礦產資源利用和發(fā)展循環(huán)經濟的政策。

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)生產流程指標為：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%；精礦產率按Co計算0.60%、按S有效計算0.37%；Co回收率30.34%、S有效回收率72.72%。

圖3 鈷回收生產數(shù)質量流程Fig.3 Quality flow of recycling times of cobalt

5 結論

通過對研究成果在招兵溝鐵磷礦選礦廠的實施，綜合回收了國家有限的磷、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，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對磷礦和磷肥工業(yè)立足國內資源的要求；符合國家資源與環(huán)境及循環(huán)經濟政策。

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)經濟效益顯著。對資源綜合回收利用，有效擴展資源儲量，發(fā)展循環(huán)經濟起到了行業(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)，高級工程師

2010-03-12；改回日期：2010-04-22