周曉彤，鄧麗紅，李英霞

廣東省工業(yè)技術(shù)研究院(廣州有色金屬研究院)，廣東 廣州 510650

某地鈦鐵礦采用常規(guī)磁選或浮選工藝難以獲得合格的鈦精礦，致使該礦至今未被開(kāi)采利用.廣州有色金屬研究院2010年對(duì)該鈦鐵礦進(jìn)行了選礦探索工藝研究.結(jié)果表明，采用磁選-粗精礦再磨-磁選工藝流程，在原礦TiO2品位為7.93%時(shí)，可獲得品位48.10%TiO2、回收率45.82%的鈦精礦.

1 礦石性質(zhì)

該礦的原礦多元素化學(xué)分析列于表1，礦物組成列于表2.該礦樣中的鈦礦物主要為鈦鐵礦，其次為榍石和金紅石;脈石礦物主要為角閃石和長(zhǎng)石，其次綠泥石、金云母、石英和高嶺土等.角閃石中含鈦鐵礦或磁鐵礦包裹體，使角閃石磁性增強(qiáng)，與鈦鐵礦磁性相近或相同.鈦鐵礦的主要嵌布粒度范圍為0.04～0.64 mm，金紅石嵌布粒度較細(xì)，多數(shù)小于0.074mm，榍石嵌布粒度介于鈦鐵礦與金紅石之間，主要嵌布粒度范圍為0.02～0.32 mm.

鈦的賦存狀態(tài)查定表明，鈦鐵礦中的鈦占原礦總鈦64%左右，金紅石中鈦占原礦總鈦的1%，硅酸鹽礦物榍石中的鈦占原礦總鈦的4%～5%左右.以微細(xì)包裹體存在于角閃石、綠泥石、長(zhǎng)石等脈石礦物中的鈦占原礦總鈦的30%左右，鈦的理論回收率只有65%左右.

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果Table1 Chemical analysis results of multi-element in crude ore

表2 原礦礦物組成Table 2 The mineral composition of the crude ore

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

該礦石中主要有用礦物為鈦鐵礦，其次為金紅石.鈦鐵礦屬于弱磁性礦物，一般需用強(qiáng)磁選回收鈦鐵礦.弱磁選試驗(yàn)也表明，弱磁性產(chǎn)品的產(chǎn)率非常低.因此，在粗選段需用強(qiáng)磁選回收鈦鐵礦.

2.1 磨礦細(xì)度的確定

按圖1所示的流程進(jìn)行粗選段磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示.由圖2可知，隨磨礦細(xì)度增加，磁性產(chǎn)品的TiO2品位呈先升后降的趨勢(shì)，TiO2回收率呈先緩降后突降的趨勢(shì).當(dāng)磨礦細(xì)度為53.37%-0.074 mm時(shí)，磁性產(chǎn)品鈦礦物的選別指標(biāo)較好.

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.2 粗選段磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)一次粗選獲得的精礦含泥量大，故在粗選的基礎(chǔ)上增加一次精選.按圖3所示的一次粗選一次精選流程，進(jìn)行粗選段的磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表3.

圖3 粗選段磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)流程

Fig.3The test flowsheet of magnetic field intensity in roughing

表3 粗選段磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The test results of magnetic field intensity in roughing

由表3可知，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度提高，磁性產(chǎn)品TiO2品位降低，回收率提高.當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.10 T時(shí)，經(jīng)一次粗選和一次精選的強(qiáng)磁選獲得的鈦精礦TiO2品位最高，只是回收率稍低.故確定粗選段磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.10 T.

2.3 磁選精選試驗(yàn)

由于鈦礦物的不均勻嵌布，需采用階段磨礦階段選別的磨礦工藝.第一段粗磨后采用強(qiáng)磁選回收鈦礦物，獲得的鈦粗精礦再磨后可采用磁選或浮選回收.故進(jìn)行了再磨磁選精選試驗(yàn)和再磨浮選精選試驗(yàn).

2.3.1 磁選精選段磨礦細(xì)度的確定

經(jīng)過(guò)一粗一精獲得TiO2品位43.70%的鈦粗精礦，仍含有大量的連生體，為提高鈦礦物的分選指標(biāo)，仍需磨礦，使其單體解離.按圖4所示的流程，進(jìn)行粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表4.

圖4 磁選精選段磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

Fig.4Flowsheet of test on grinding fineness in magnetic cleaning

由表4可知，隨磨礦細(xì)度增加，鈦精礦TiO2品位提高，回收率降低.當(dāng)再磨細(xì)度為80%-0.074 mm時(shí)，獲得TiO2品位48.10%、作業(yè)回收率75.22%的鈦精礦.說(shuō)明粗精礦再磨后經(jīng)過(guò)三次磁選精選可以獲得較高品位的鈦精礦.

表4 磁選精選段磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The test results of grinding fineness in magnetic cleaning

2.3.2 磁選-粗精礦再磨-磁選開(kāi)路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行磁選-粗精礦再磨-磁選開(kāi)路流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表5.

圖5 磁選-粗精礦再磨-磁選開(kāi)路試驗(yàn)流程

Fig.5The open-circuit test flowsheet of magnetic separation-rough concentrate regrinding-magnetic separation

表5磁選-粗精礦再磨-磁選開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果

Table5Theopen-circuittestresultsofmagneticseparation-roughconcentrateregrinding-magneticseparation

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/%TiO2品位/%回收率/%磁選鈦精礦7.5548.1045.82鐵精礦1.3942.507.42中礦22.1128.787.67中礦11.366.931.19非磁產(chǎn)品87.593.4337.90原 礦100.007.93100.00

由表5可知，將原礦磨礦至53.37%-0.074 mm，經(jīng)一次粗選一次精選獲得TiO2品位43.70%的鈦粗精礦，再磨至80%-0.074 mm后，經(jīng)三次磁選精選可獲得TiO2品位48.10%、回收率45.82%的鈦精礦.說(shuō)明鈦粗精礦再磨后需經(jīng)過(guò)兩次高梯度磁選和一次中磁選可以獲得較高品位的鈦精礦.

2.4 浮選精選試驗(yàn)

2.4.1 浮選精選磨礦細(xì)度的確定

按圖6所示的流程，將TiO2品位43.70%的鈦粗精礦進(jìn)行再磨細(xì)度浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表6.

表6 浮選精選磨細(xì)度浮選試驗(yàn)結(jié)果Table 6 The test results of grinding fineness in flotation cleaning

圖6 浮選精選磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

Fig.6Flowsheet of test on grinding fineness in flotation cleaning

由表6可知，隨磨礦細(xì)度增加，浮選鈦精礦的品位提高，回收率降低.當(dāng)再磨細(xì)度為80%-0.074 mm時(shí)，浮選鈦精礦指標(biāo)較好,精礦TiO2品位為47.56%、對(duì)原礦回收率為40.18%.

2.4.2 磁選-粗精礦再磨-浮選開(kāi)路試驗(yàn)

在浮選磨礦細(xì)度、浮選藥劑制度等條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了圖7所示的磁-浮工藝流程.按圖7所示的流程進(jìn)行磁-浮工藝開(kāi)路流程試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果列于表7.

表7磁選-粗精礦再磨-浮選開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果

Table7Theopen-circuittestresultsofmagneticseparation-roughconcentrateregrinding-flotation

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/%TiO2品位/%回收率/%浮選鈦精礦6.7047.5640.18中 礦21.0539.575.23浮選尾礦3.3037.1815.50中 礦11.366.931.19非磁產(chǎn)品87.593.4337.90原 礦1007.93100.00

由表7可知，將原礦磨至53.37%-0.074 mm后，經(jīng)一次強(qiáng)磁粗選一次強(qiáng)磁精選，得到的鈦粗精礦再磨至80%-0.074 mm后，經(jīng)過(guò)浮選(一次粗選二次精選)可獲得TiO2品位47.56%、對(duì)原礦回收率40.18%的鈦精礦.

2.5 流程對(duì)比

將原礦磨至53.37%-0.074 mm，經(jīng)一粗一精強(qiáng)磁選獲得鈦粗精礦，粗精礦再磨至80%-0.074 mm后分別進(jìn)行磁選精選和浮選精選試驗(yàn).采用磁選-粗精礦再磨-磁選工藝獲得TiO2品位48.10%、回收率45.82%的鈦精礦，采用磁選-粗精礦再磨-浮選工藝獲得TiO2品位47.56%、回收率40.18%的鈦精礦.磁選精選獲得的鈦精礦品位和回收率均比浮選精選的選礦指標(biāo)高，且磁選工藝在工業(yè)生產(chǎn)中較易操作，對(duì)環(huán)境污染低，建議采用粗精礦再磨磁選工藝，即磁選-粗精礦再磨-磁選工藝.

圖7磁選-粗精礦再磨-浮選開(kāi)路試驗(yàn)流程

Fig.7The open-circuit test flowsheet of magnetic separation-rough concentrate regrinding-flotation

3 結(jié) 論

針對(duì)某地鈦鐵礦的嵌布粒度不均勻、脈石礦物角閃石因含鈦鐵礦或磁鐵礦包裹體而磁性增強(qiáng)的礦石特性，采用階段磨礦、多段精選以及中磁脫鐵的工藝流程，原礦TiO2品位為7.93%時(shí)，獲得鈦精礦TiO2品位48.10%、回收率45.82%的指標(biāo).采用該工藝既能提高選別指標(biāo)，又能降低磨礦、磁選的運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響.