劉 星 李成秀 劉飛燕 程仁舉

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，四川 成都 610041；2.國土資源部釩鈦磁鐵礦綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041；3.中國地質(zhì)調(diào)查局金屬礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)研究中心，四川 成都 610041)

甘肅大灘某低品位鈦鐵礦石選礦試驗(yàn)

劉 星1,2,3李成秀1,2,3劉飛燕1,2,3程仁舉1,2,3

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，四川 成都 610041；2.國土資源部釩鈦磁鐵礦綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041；3.中國地質(zhì)調(diào)查局金屬礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)研究中心，四川 成都 610041)

甘肅大灘某低品位鈦鐵礦主要有價(jià)元素為鐵和鈦，TFe品位為12.07%，TiO2含量為5.56%，有害元素硫、磷含量較低。鈦主要分布在鈦鐵礦中，分布率為81.82%，是回收的主要目的礦物。為確定該資源的合理開發(fā)利用方案，對其進(jìn)行了磁選—浮選試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，原礦磨細(xì)至-0.074 mm占38%，在粗選磁場強(qiáng)度為605.1 kA/m、精選磁場強(qiáng)度為565.3 kA/m條件下，經(jīng)1粗1精磁選可以獲得TiO2品位為18.13%、對原礦回收率為76.79%的磁選精礦，磁選精礦采用自主復(fù)配合成的高效捕收劑EMG和新型抑制劑SF-101經(jīng)1粗2精1掃閉路浮選試驗(yàn)可以獲得TiO2品位47.46%、回收率88.08%的鈦精礦，對原礦回收率為67.63%，可以為該鈦鐵礦的選別提供借鑒。

低品位鈦鐵礦 磁選 浮選

鈦鐵礦選礦在我國經(jīng)過幾十年的發(fā)展已初具規(guī)模，但低品位鈦鐵礦的大規(guī)模開發(fā)利用在我國尚為數(shù)不多[1-4]。河北承德某釩鈦磁鐵礦，其TiO2品位約為5%～6%，屬較低品位含鈦礦物，原采用優(yōu)先選鐵，選鐵尾礦強(qiáng)磁—浮選流程選鈦，難以獲得TiO2品位47%以上的高品質(zhì)鈦精礦，且鈦回收率較低，轉(zhuǎn)而采用強(qiáng)磁—螺旋溜槽流程生產(chǎn)TiO2品位28%左右的高爐護(hù)爐鈦料，有效提高了鈦鐵礦的利用價(jià)值。甘肅大灘某輝長巖型鈦鐵礦，含鈦量相對較低，且礦石中含鈦礦物幾乎全為鈦鐵礦，開發(fā)過程選礦比大，礦石采剝量大，為探索合理高效開發(fā)利用該礦石的有效途徑，對其進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究。

1 礦樣性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣取至甘肅大灘，礦樣金屬礦物以鈦鐵礦為主，含有少量赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦，微量褐鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等。非金屬礦物以角閃石、輝石、斜長石為主，少量簾石、綠泥石、云母、石英、榍石，微量鋯石、磷灰石、白鈦石及粘土礦物等。其中，鈦鐵礦多數(shù)結(jié)晶粒度較粗，呈板狀自形晶、片晶結(jié)構(gòu)，鈦鐵礦集合體中有片晶赤鐵礦溶出，或被脈石礦物細(xì)脈穿插。試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵、鈦物相分析結(jié)果見表2、表3。

表1 原礦化學(xué)多元素分析

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果

表3 原礦鈦物相分析結(jié)果

由表1可知，試驗(yàn)礦樣主要有價(jià)元素為鐵和鈦，TFe品位為12.07%，TiO2含量為5.56%，伴生元素釩及有害元素硫、磷含量均較低。

表2表明，礦樣中TFe在鈦磁鐵礦中的分布率僅為4.18%，在鈦鐵礦中的分布率為15.55%，其余主要分布在硅酸鐵、赤褐鐵礦中，分布率分別為38.80%、35.12%。礦石中鐵不具備單獨(dú)回收利用的價(jià)值。

表3表明，礦石中的鈦主要分布在鈦鐵礦中，分布率為81.82%；其次為硅酸鹽礦物中TiO2，分布率為18.00%；鈦磁鐵礦中的TiO2含量很低，分布率僅0.18%。因此鈦鐵礦是回收的主要目的礦物。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 干式粗粒拋尾探索試驗(yàn)

將-3 mm原礦進(jìn)行干式粗粒拋尾預(yù)選試驗(yàn)，考察通過粗粒拋尾提高入磨礦石品位，降低選礦成本的可行性[5]。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從表4可以看出，隨著磁場強(qiáng)度的增加，精礦產(chǎn)率、品位、回收率都有所提高。這是因?yàn)閽佄擦６容^粗，礦石中磁性鐵在較低場強(qiáng)時(shí)以含鐵連生體形式進(jìn)入了精礦，使精礦TiO2品位偏低；而隨著場強(qiáng)增加，進(jìn)入精礦的弱磁性鈦鐵礦增多，使精礦TiO2品位升高。磁場強(qiáng)度為636.94 kA/m時(shí)，精礦TiO2品位也僅10.54%、回收率52.09%，粗粒干式拋尾效果不佳。針對試驗(yàn)礦石性質(zhì)，結(jié)合探索試驗(yàn)結(jié)果，擬采用磁選—浮選原則流程進(jìn)行試驗(yàn)。

表4 干式粗粒拋尾試驗(yàn)精礦指標(biāo)

2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

采用DC-φ600 mm平環(huán)仿瓊斯磁選機(jī)在磁場強(qiáng)度為605.1 kA/m條件下對原礦進(jìn)行強(qiáng)磁粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)，結(jié)果見表5。

表5 強(qiáng)磁粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦TiO2品位小幅升高、回收率逐漸降低。增加磨礦細(xì)度，對提高鈦精礦品位效果不明顯。綜合考慮，確定強(qiáng)磁粗選磨礦細(xì)度為-0.074 mm占38%。

2.3 強(qiáng)磁選試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占38%條件下，進(jìn)行強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度條件試驗(yàn)，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，隨著磁場強(qiáng)度的升高，精礦TiO2品位逐漸降低、回收率逐漸升高。綜合考慮，確定強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度為605.1 kA/m。

圖1 強(qiáng)磁粗選磁場場強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果

對強(qiáng)磁粗選精礦進(jìn)行強(qiáng)磁精選磁場強(qiáng)度條件試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖2 強(qiáng)磁精選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可知，隨著磁場強(qiáng)度的升高，精礦TiO2品位逐漸降低、回收率逐漸升高。綜合考慮，確定強(qiáng)磁精選場強(qiáng)為565.3 kA/m，此時(shí)可以得到TiO2品位為18.13%、作業(yè)回收率為92.84%的磁選鈦精礦，對原礦回收率為76.79%。

2.4 浮選試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將強(qiáng)磁精礦磨細(xì)至-0.074 mm占51.01%進(jìn)行浮選試驗(yàn)。為減少含硫礦物對浮鈦的影響，對磁選精礦在H2SO4用量為500 g/t、丁基黃藥為100 g/t、2號(hào)油為50 g/t條件下首先進(jìn)行浮選脫硫[7]，對脫硫后產(chǎn)品按圖3流程進(jìn)行鈦浮選粗選條件試驗(yàn)。

圖3 鈦浮選粗選試驗(yàn)原則流程

2.4.1 SF-101用量條件試驗(yàn)

在大量探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇新研制的高效脈石抑制劑SF-101為鈦浮選抑制劑，其能較好地抑制礦石中的角閃石等硅酸鹽類礦物。在EMG用量為2 300 g/t條件下進(jìn)行SF-101用量試驗(yàn)，結(jié)果見表6。

表6 SF-101用量試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，隨著SF-101用量的增加，精礦鈦品位逐漸升高、回收率逐漸降低。綜合考慮，確定SF-101用量為700 g/t。

2.4.2 EMG用量條件試驗(yàn)

在SF-101用量為700 g/t條件下，進(jìn)行了捕收劑EMG用量試驗(yàn)，結(jié)果見表7。

表7 EMG用量試驗(yàn)結(jié)果

從表7可知，隨著EMG用量增加，精礦TiO2品位逐漸降低、回收率逐漸增加。當(dāng)捕收劑用量增加到2 300 g/t時(shí)，精礦TiO2品位下降趨勢增加、回收率提高幅度降低。綜合考慮，確定EMG用量為2 300 g/t。

2.4.3 浮選閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按圖4流程進(jìn)行了磁選精礦鈦浮選閉路試驗(yàn)，結(jié)果見表8。

圖4 鈦浮選閉路試驗(yàn)流程

表8 浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

表8表明，采用1粗2精1掃浮選流程處理磁選精礦，可以獲得TiO2品位47.46%、浮選作業(yè)回收率88.08%、相對于原礦回收率為67.63%的鈦精礦指標(biāo)，該指標(biāo)較為理想。

3 結(jié) 論

(1)甘肅大灘某低品位鈦鐵礦主要有價(jià)元素為鐵和鈦，TFe品位為12.07%，TiO2含量為5.56%，伴生元素釩及有害元素硫、磷含量均較低。鈦主要分布在鈦鐵礦中，分布率為81.82%，是回收的主要目的礦物。

(2)原礦在磨礦細(xì)度為-0.074 mm條件下經(jīng)1粗1精強(qiáng)磁選，可以獲得品位為18.13%、對原礦回收率為76.79%的磁選鈦精礦，磁選鈦精礦經(jīng)1粗2精1掃閉路浮選試驗(yàn)可以獲得TiO2品位47.46%、回收率88.08%的鈦精礦，對原礦回收率為67.63%。

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(責(zé)任編輯 王亞琴)

BeneficiationTechnologyforaLow-gradeIlmeniteOreinDatanofGansuProvince

Liu Xing1,2,3Li Chengxiu1,2,3Liu Feiyan1,2,3Cheng Renju1,2,3

(1.InstituteofMultipurposeUtilizationofMineralResources，ChineseAcademyofGeologicalSciences，Chengdu610041,China;2.KeyLaboratoryofVanadium-titaniumMagnetiteComprehensiveUtilization，MinistryofLandandResources，Chengdu610041,China;3.MetalMineralResourceUtilizationTechnologyResearchCenter，ChineseGeologicalSurvey,Chengdu610041,China)

Main valuable elements of a low grade ilmenite ore are iron and titanium.There is 12.07% TFe，5.56% TiO2and trace sulfur and phosphorus in the ore.Titanium mainly exists in form of ilmenite，with distribution ratio of 81.82%，which is the main recovery object.In order to insure the scheme for develop the ore，magnetic separation-flotation tests is carried out.The results show that，at the grinding fineness of 38% -0.074 mm，magnetic intensity of 605.1 kA/m for rough concentration and 565.3% kA/m for cleaning separation，through one roughing-one cleaning separation，magnetic concentrate with TiO2grade of 18.13% and recovery of 76.79% is obtained.Using high efficient EMG as collector and novel SF-101 as depressor through one roughing-two cleaning-one scavenging process deal with the magnetic concentrate，titanium concentrate with TiO2grade of 47.46% and recovery of 88.08% is obtained，and recovery of 67.63% for the raw ore.The results can provide references for beneficiation of the ilmenite ore.

Low-grade ilmenite，Magnetic separation，F(xiàn)lotation

2014-09-12

劉 星(1987—)，男，助理工程師。

TD923.7+.7,TD924.1

A

1001-1250(2014)-12-075-04