陳 達(dá),傅文章,洪秉信

(中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所,四川成都610041)

某高鈦型釩鈦磁鐵礦礦石 (TFe4 0.74%,TiO226.11%,V2O50.29%)的主要工業(yè)礦物為鈦磁鐵礦 (包括鈦磁赤鐵礦、鈦赤鐵礦和鈦磁鐵礦)和鈦鐵礦 (包括含F(xiàn)e2O3的鈦鐵礦),它們是鐵、鈦、釩的載體礦物。鈦磁鐵礦經(jīng)深度氧化后生成鈦磁赤鐵礦、鈦赤鐵礦和赤鐵礦,其比磁化系數(shù)在30000～64.4×10-6cm3/g之間,強(qiáng)磁性礦物含量僅3.57%;鈦鐵礦氧化生成含赤鐵礦的鈦鐵礦和微晶鈦鐵礦、隱晶質(zhì)鈦礦物,其比磁化系數(shù)在5000～64.4×10-6cm3/g之間,致使鐵礦物與鈦礦物極難用磁選分離。同時(shí)鐵礦物與鈦礦物密度及表面性質(zhì)也十分近似,因此,常用的選礦方法極難分離鐵鈦。經(jīng)還原焙燒-磨礦分選可實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵 (釩)精礦中的主要有益組分的綜合利用,最終可以獲得 TiO2品位85%的高鈦渣和金屬化率為90%的金屬鐵產(chǎn)品。

1 礦石物質(zhì)組成

該礦石大部分已被風(fēng)化成砂狀,少部分仍為塊狀礦石,其構(gòu)造類型有固溶體分解結(jié)構(gòu)、復(fù)分解結(jié)構(gòu)等,礦石結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。鐵主要以Fe3O4、Fe2O3和 FeTiO3形式賦存;鈦以片晶狀 FeTiO3和隱晶質(zhì) TiO2形式賦存;礦石中的釩主要是以類質(zhì)同象形式置換Fe3O4中的 Fe3+,賦存于鈦磁鐵礦的磁鐵礦晶格中。

該試驗(yàn)礦樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1,X射線衍射分析結(jié)果見圖1。

通過試驗(yàn)礦樣巖礦鑒定及主要化學(xué)成分分析,查明了該試驗(yàn)礦樣的礦物組成見表2,主要礦物含量見表3。通過以上分析數(shù)據(jù)及礦物組成可判定,該試驗(yàn)礦樣屬于高鈦型富礦石。

表1 試驗(yàn)礦樣主要化學(xué)成分/%

圖1 試驗(yàn)礦樣X射線衍射圖

表2 試驗(yàn)礦樣礦物組成

表3 原試驗(yàn)礦樣主要礦物含量/%

2 選礦試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)礦樣篩分分析

試驗(yàn)礦樣磨至-1.0mm后進(jìn)行了物料篩分,篩分分析測(cè)試結(jié)果見表4。

表4數(shù)據(jù)表明,試驗(yàn)礦樣粒度為-1.0～0mm時(shí),物料粒級(jí)從粗到細(xì),產(chǎn)率兩頭大中間小,TFe、TiO2、V2O5品位基本從高到低分布,試驗(yàn)礦樣的這種礦物特性是由礦石強(qiáng)烈交代決定的。

2.2 磁選條件試驗(yàn)

根據(jù)礦石工藝粒度及性質(zhì)粗略選擇了試驗(yàn)條件,在給礦粒度為-200目占75%時(shí),進(jìn)行了磁選條件試驗(yàn),其試驗(yàn)結(jié)果見表5。

該數(shù)據(jù)表明,在磁場(chǎng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的條件下,磁性物產(chǎn)出量隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增強(qiáng)而增多,其 TFe、TiO2、V2O5品位隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增強(qiáng)而降低。試驗(yàn)研究表明,磁選粗選在300kA/m的磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度在,能有效的回收含鐵、鈦、釩的礦物,只有這樣才能綜合回收該礦石中主要有益組分。

2.3 磁選試驗(yàn)

根據(jù)礦石工藝礦物學(xué)性質(zhì)和條件試驗(yàn),確定了磁選試驗(yàn)條件和如圖2所示的磁選試驗(yàn)的原則流程。

在磁選粗選、掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為300kA/m、360 kA/m,在 -1.0～0mm、-0.5～0mm、-0.1～0mm入選粒度條件下,采用圖2所示的磁選流程,其試驗(yàn)結(jié)果見表6。

由表6試驗(yàn)結(jié)果可看出,-0.5～0mm入選粒度的分選效果較好,故選擇入選物料粒度為-0.50～0mm。經(jīng)產(chǎn)品巖礦分析表明,精礦I中主要礦物為鈦磁赤鐵礦、鈦磁鐵礦和少量磁性較強(qiáng)的鈦赤鐵礦和鈦鐵礦,精礦 II中,主要是含 Fe2O3的鈦鐵礦和鈦赤鐵礦,這也驗(yàn)證了選擇入選物料粒度為-0.50～0mm是合理的。

2.4 選礦工藝流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)及入選物料粒度試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,制定了圖3所示的連續(xù)試驗(yàn)選別流程,其試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表4 試驗(yàn)礦樣篩分分析測(cè)試結(jié)果

表5 試驗(yàn)礦樣磁選條件試驗(yàn)結(jié)果

表6 不同入選粒度磁選試驗(yàn)結(jié)果

圖2 磁選試驗(yàn)原則流程圖

表7 選礦試驗(yàn)結(jié)果

圖3 選礦初步試驗(yàn)原則工藝流程圖

表7中的數(shù)據(jù)表明,經(jīng)一粗一掃一精、掃選精礦與精選尾礦合并后再選的工藝流程進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn),可獲得產(chǎn)率為67.80%,TFe、TiO2、V2O5品位分別為 45.70%、31.75%、0.323%,TFe、TiO2、V2O5回收率分別為 75.98%、84.80%、76.41%的鐵(釩)精礦。該精礦產(chǎn)品經(jīng)還原焙燒-磨礦分選后,可能獲得 TiO2品位85%的高鈦渣和金屬化率為90%的金屬鐵產(chǎn)品,能有效地綜合利用該資源中的鐵、鈦。

3 結(jié) 論

1)該礦石中鐵、鈦礦物總量為72.61%,且含鈦高 (TiO226.11%,礦物量28.53%),又易于開采,故利用該資源有較好的經(jīng)濟(jì)效益。但礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜,難以用常用的選礦方法分離鐵、鈦礦物。

2)采用該文所確定的工藝流程進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn),獲得了產(chǎn)率為67.80%,TFe、TiO2、V2O5品位分別為 45.70%、31.75%、0.323%,TFe、TiO2、V2O5回收率分別為 75.98%、84.80%、76.41%的鐵 (釩)精礦。

3)磁選連續(xù)試驗(yàn)所得到的精礦產(chǎn)品,經(jīng)還原焙燒-磨礦分選后,可實(shí)現(xiàn)鐵、鈦分離,能獲得TiO2品位達(dá)85%的高鈦渣和金屬化率為90%的金屬鐵產(chǎn)品,為鐵、鈦分離提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。釩的利用,因工藝不同釩的分布和回收方式也不同。