李海軍

(煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院，河北 唐山 063000)

新疆某地為我國(guó)鈦磁鐵礦主要產(chǎn)地，鈦和磷為主要伴生有價(jià)元素。對(duì)尾礦中鈦、磷等有價(jià)元素分選提取,是此類礦產(chǎn)資源高效利用的重要途徑。為了避免資源浪費(fèi)，對(duì)該地的釩鈦磁鐵尾礦進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分析從尾礦中回收鈦精礦產(chǎn)品的可能性。

1 實(shí)驗(yàn)礦樣性質(zhì)

取該釩鈦磁鐵尾礦代表性試樣進(jìn)行化驗(yàn)，TiO2品位為7.14％，P2O5品位為1.92％，礦物成分見(jiàn)表1。對(duì)該尾礦進(jìn)行粒度篩分實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

2 選礦實(shí)驗(yàn)

目前,國(guó)內(nèi)外常用的選鈦工藝主要有粗粒重選-電選-細(xì)粒強(qiáng)磁-浮選工藝流程、強(qiáng)磁預(yù)選-浮選流程、強(qiáng)磁-重選流程和單一浮選等工藝流程[1]。結(jié)合該鈦磁鐵尾礦礦石性質(zhì)，參閱大量參考文獻(xiàn)，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)確定采用強(qiáng)磁-重選聯(lián)合流程提取該尾礦中的鈦。

表1 實(shí)驗(yàn)礦樣的礦物成分

表2 原礦粒篩析結(jié)果

2.1 強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)取8份該尾礦原礦，每份200g，每?jī)煞轂橐唤M，采用SLon-100周期式脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)，在分選濃度30％、沖次200次/min、分選齒板間隙為3mm的條件下進(jìn)行強(qiáng)磁選實(shí)驗(yàn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度分別是319.6kA/m、479.4kA/m、639.2kA/m、799.0kA/m。不同磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由不同磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)可知，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，精礦品位逐漸降低，而回收率逐漸增加。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為799.0kA/m，此時(shí)TiO2精礦的產(chǎn)率為56.54％，品位為12.54％，回收率為97.32％，尾礦品位為0.45％，可以作為合格尾礦直接拋尾。因此，本次實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)磁的磁場(chǎng)強(qiáng)度初步定為799.0kA/m。

2.2 脈動(dòng)沖次條件實(shí)驗(yàn)

脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)分選箱中,礦漿的松散程度及精礦中非磁性物夾雜程度是靠改變沖程沖次來(lái)進(jìn)行調(diào)整。選擇適宜的沖程沖次,可幫助獲得較理想的磁選效果，從而為后續(xù)分選提供合適的給礦[2]。在礦漿質(zhì)量濃度為30％，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為799kA/m條件下，進(jìn)行了脈動(dòng)沖次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 脈動(dòng)沖次實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表4數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度不變，只改變沖次時(shí)，沖次250次/分比200次/分的磁選精礦產(chǎn)率略有減少，精礦品位有所提高，回收率相應(yīng)降低。由于磁選精礦還需進(jìn)行搖床分選實(shí)驗(yàn)，因此兼顧精礦品位以及較高的回收率，選擇沖次200次/min。

2.3 搖床分選條件實(shí)驗(yàn)研究

對(duì)工藝指標(biāo)有影響的搖床操作因素包括：沖程、沖次、給礦濃度、沖洗水、創(chuàng)面橫向坡度、原料粒度組成及給礦量等[3]。根據(jù)礦石的性質(zhì)和操作因素的影響程度，本實(shí)驗(yàn)對(duì)給礦濃度和橫向坡度做了條件實(shí)驗(yàn)。

2.3.1 給礦濃度搖床條件實(shí)驗(yàn)

取原礦平行試樣4份,分別進(jìn)行不同給礦濃度條件搖床重選實(shí)驗(yàn)。其他分選條件同上不變，給礦濃度分別定為30％、25％、20％和15％，實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，精礦品位和回收率隨給礦濃度的變化曲線見(jiàn)圖2。

圖1 搖床給礦濃度實(shí)驗(yàn)流程示意圖

圖2 不同給礦濃度下礦樣搖床品位和回收率曲線圖

由給礦濃度搖床實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著給礦濃度的增加，精礦品位和精礦回收率增大，但變化幅度較小。當(dāng)給礦濃度介于25％～30％時(shí)，雖然增加給礦濃度會(huì)帶來(lái)精礦品位有所提高，但精礦回收率基本不再變化。因此,給礦濃度可定為30％時(shí)較好。

2.3.2 床面坡度實(shí)驗(yàn)

取原礦平行試樣3份,分別進(jìn)行不同床面坡度條件搖床重選實(shí)驗(yàn)。其他分選條件同上不變，給礦濃度定為30％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

從搖床坡度實(shí)驗(yàn)可以看出，搖床坡度對(duì)搖床產(chǎn)品影響較大。當(dāng)搖床坡度為3°時(shí)，精礦產(chǎn)率為21.34％，品位為23.32％，回收率為69.01％。因此,本次實(shí)驗(yàn)搖床的坡度定為3°。

2.4 總流程實(shí)驗(yàn)

根據(jù)前面條件實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，進(jìn)行了強(qiáng)磁選-搖床分選聯(lián)合流程實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)流程圖見(jiàn)圖3，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 搖床坡度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖3 實(shí)驗(yàn)流程圖

表6 強(qiáng)磁選-搖床分選聯(lián)合流程實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，磁選總尾礦經(jīng)強(qiáng)磁-搖床分選后，最終精礦產(chǎn)率為20.65％，品位為28.01％，回收率為79.97％。磁選尾礦品位為0.40％，可作為尾礦直接拋除。搖床尾礦經(jīng)鏡下觀察可知，基本上是一些金云母，又由于產(chǎn)率較低，考慮也可直接拋除；搖床中礦品位較高，考慮可能會(huì)有連生體存在，因此在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中,可進(jìn)行搖床中礦再磨再選實(shí)驗(yàn)。再磨再選實(shí)驗(yàn)總流程圖如圖4所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

圖4 再磨再選實(shí)驗(yàn)總流程圖

表7 最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，最終可以獲得產(chǎn)率為24.35％、TiO2品位為26.29％、回收率為88.77％的鈦精礦產(chǎn)品，以及產(chǎn)率為75.65％、TiO2品位為1.07％、回收率為11.23％的尾礦。

3 結(jié)論

1) 根據(jù)礦石的性質(zhì)，兼顧二氧化鈦的品位與回收率，在SLon-100周期式脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度為799kA/m、沖次200次/min、搖床給礦濃度為30％、坡度為3°的情況下，階段選別階段磨礦，可以得到產(chǎn)率為24.35％、TiO2品位為26.29％、回收率為88.77％的鈦精礦產(chǎn)品，以及產(chǎn)率為75.65％、TiO2品位為1.07％、回收率為11.23％的尾礦，為后續(xù)的浮選作業(yè)創(chuàng)造了較為理想的條件。

2) 本實(shí)驗(yàn)先強(qiáng)磁拋尾后搖床提純，減少了后續(xù)設(shè)備的處理量，減少了生產(chǎn)成本，同時(shí)階段磨礦，減少了磨機(jī)的負(fù)荷，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。

[1]張俊輝，張淵，楊永濤.某低品位釩鈦磁鐵礦選礦尾礦選鈦實(shí)驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)資源綜合利用，2009(6)：2-6.

[2]熊大和，劉樹(shù)貽，劉永之，等.脈動(dòng)高梯度磁選中沖程沖次對(duì)選礦指標(biāo)的影響[J].中南礦冶學(xué)院學(xué)報(bào)，1989(5)：497-504.

[3]周曉四.重力選礦技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.