王偉之 李明彥 韓東蕓

(1.河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院;2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術實驗室;3.河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司;4.河北聯(lián)合大學化學工程學院)

釩鈦磁鐵礦石是一種重要的礦產(chǎn)資源，是煉鐵、提釩、生產(chǎn)重要的戰(zhàn)略金屬鈦和制造鈦白粉的原料。目前，高品位的釩鈦磁鐵礦石經(jīng)過長期開采已日趨減少，為了緩解我國礦產(chǎn)資源供應緊張的局勢，滿足市場對鐵、鈦礦產(chǎn)品日益增長的需求，人們不得不把目光轉向低品位釩鈦磁鐵礦石的開發(fā)利用。

本研究針對某地低品位釩鈦磁鐵礦石進行了綜合回收鐵和鈦的選礦試驗，取得了良好的技術指標，為該礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供了技術依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

試驗礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦及鈦磁鐵礦;脈石礦物以石英、綠泥石和斜長石為主，此外還有黑云母、絹云母、角閃石、方解石等。

原礦化學多元素分析結果和鐵物相分析結果見表1、表 2。

表1 原礦化學多元素分析結果 %

表1表明:原礦鐵品位僅15.88%，可綜合回收的TiO2含量為5.40%，屬低品位釩鈦磁鐵礦石;礦石中有害雜質(zhì)硫、磷含量較低，這對精礦產(chǎn)品質(zhì)量有利。

表2 原礦鐵物相分析結果 %

由表2可知，礦石中鐵元素主要賦存于強磁性鐵礦物中，但也有相當一部分鐵賦存于弱磁性礦物和非磁性礦物中，這對采用弱磁選法回收鐵精礦的回收率會產(chǎn)生不利影響。

2 試驗原則流程

首先通過弱磁選方法回收礦石中的鐵;為簡化流程，降低成本，再通過重選方法綜合回收選鐵尾礦中的鈦。根據(jù)礦石中鐵礦物與脈石礦物結合緊密的特點及礦石中鐵礦物的嵌布特征，采用圖1所示的階段磨礦、階段選別原則流程。

圖1 試驗原則流程

3 鐵的弱磁選試驗

3.1 一段磨礦細度試驗

將原礦磨至不同細度，在79.58 kA/m磁場強度下用磁選管進行1次選別，試驗結果見表3。

表3 一段磨礦細度試驗結果 %

由表3可知，隨著一段磨礦細度的提高，一段鐵精礦的品位有所上升但變化不大，回收率則不斷下降。為保證一段弱磁選有較高的鐵回收率，并考慮到用重選方法回收選鐵尾礦中的鈦時物料粒度不宜太細，因此確定一段磨礦細度為 －0.074 mm占55%。

3.2 一段弱磁選試驗

將原礦磨至 －0.074 mm占55%，采用磁 －(GX)167型鼓式磁選機(圓鼓尺寸 327 mm×180 mm)，在磁場強度為95.49 kA/m條件下進行一段弱磁選，所得一段鐵精礦產(chǎn)率為15.07%、鐵品位為59.54%、鐵回收率為56.51%(見表4)。

表4 一段弱磁選試驗結果 %

3.3 二段磨礦細度試驗

將一段鐵精礦磨至不同細度，在79.58 kA/m磁場強度下用磁選管進行1次選別，試驗結果見表5。

表5 二段磨礦細度試驗結果 %

由表4可知，隨著二段磨礦細度的提高，二段鐵精礦品位有所上升，回收率略有下降。綜合考慮鐵精礦指標和磨礦成本，將二段磨礦細度定為－0.074 mm占80%。

3.4 二段弱磁選試驗

將一段鐵精礦磨至－0.074 mm占80%，采用磁－(GX)167型鼓式磁選機，在磁場強度均為79.58 kA/m條件下進行二段1粗1精弱磁選，所得二段鐵精礦作業(yè)產(chǎn)率為90.64%、鐵品位為64.42%、作業(yè)鐵回收率為98.07%(見表6)。

表6 二段弱磁選試驗結果 %

3.5 選鐵試驗綜合結果

綜合以上試驗結果，最終形成的選鐵流程如圖2所示，所獲鐵精礦產(chǎn)率為 13.66%、鐵品位為64.42%、鐵回收率為55.42%(見表7)，且硫和磷的含量很低，分別僅為0.065%和0.022%。

圖2 選鐵試驗流程

表7 選鐵試驗綜合結果 %

4 鈦的重選試驗

由于重選設備投資省、運行成本低、風險小，因此采用單一重選流程對選鐵尾礦中的鈦進行回收。其中粗選設備采用占地面積小、處理量大、適于大量拋尾的螺旋溜槽，精選設備采用分選精度相對較高的搖床。

4.1 螺旋溜槽粗選試驗

在35%的給礦濃度下，用距徑比為0.6的 400 mm螺旋溜槽進行鐵尾礦中鈦的粗選試驗。為了較為細致地了解螺旋溜槽的分選情況，試驗中截取了3個產(chǎn)品。試驗結果見表8。

表8 螺旋溜槽粗選試驗結果 %

表8表明:螺旋溜槽粗選精礦 TiO2品位僅12.90%，不能作為產(chǎn)品銷售，須對其進行精選;中礦TiO2品位為6.81%，高于給礦品位，在實際生產(chǎn)中應返回再選;尾礦TiO2品位僅為1.92%，可作為最終尾礦拋棄。

4.2 搖床精選試驗

采用XCY－73型1 100 mm×500 mm刻槽搖床，在沖程為12 mm、沖次為320次/min、床面坡度為3°、給礦濃度為30%的條件下對螺旋溜槽粗選精礦進行1次精選，試驗結果見表9。

表9 搖床精選試驗結果 %

由表9可知:搖床分選效果較好，經(jīng)1次精選，可以得到 TiO2品位為 33.88%、作業(yè)回收率為72.95%的鈦精礦，該產(chǎn)品可作為護爐原料銷售;搖床尾礦的TiO2品位與鐵尾礦接近，在實際生產(chǎn)中也應返回到螺旋溜槽粗選作業(yè)。

4.3 選鈦試驗綜合結果

綜合螺旋溜槽和搖床試驗結果，最終形成的選鈦流程如圖3所示，所獲鈦精礦對重選作業(yè)和對原礦的產(chǎn)率分別為5.13%和4.43%、TiO2品位為33.88%、對重選作業(yè)和對原礦的TiO2回收率分別為32.83%和27.78%(見表10)，實際生產(chǎn)中將中礦返回形成閉路后，TiO2回收率將得到提高。

圖3 選鈦試驗流程

表10 選鈦試驗綜合結果 %

5 結論

(1)某礦石屬于低品位釩鈦磁鐵礦石，可供選礦回收的主要組分是鐵，鈦可作為綜合回收的對象。

(2)采用階段磨礦、單一弱磁選流程優(yōu)先回收強磁性鐵礦物，再采用重選流程從選鐵尾礦中選鈦，可達到綜合回收鐵和鈦的目的。

(3)原礦在一段磨礦細度為 －0.074 mm占55%、二段磨礦細度為－0.074 mm占80%條件下，經(jīng)一段1次弱磁選和二段1粗1精2次弱磁選，可獲得產(chǎn)率為13.66%、鐵品位為64.42%、鐵回收率為55.42%的鐵精礦;選鐵尾礦在開路情況下經(jīng)螺旋溜槽粗選—搖床1次精選，可獲得對重選作業(yè)和對原礦的產(chǎn)率分別為5.13%和4.43%、TiO2品位為33.88%、對重選作業(yè)和對原礦的TiO2回收率分別為32.83%和27.78%的鈦精礦，該產(chǎn)品可作為護爐原料銷售。

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