何 劍 楊曉軍 毛素榮

(四川省地礦局成都綜合巖礦測試中心)

某深部釩鈦磁鐵礦選鐵工藝流程探討*

何 劍 楊曉軍 毛素榮

(四川省地礦局成都綜合巖礦測試中心)

某深部低品位釩鈦磁鐵礦鐵品位21.98%，TiO2品位為5.10%，鐵主要以鈦磁鐵礦的形式存在，占總鐵的65.92%，脈石礦物主要以橄欖石、普通輝石、中-拉長石、角閃石為主。為合理開發(fā)利用該鈦、鐵資源，提出了階段磨礦—弱磁選、干式粗粒拋尾—磨礦—磁選和濕式拋尾—磨礦—弱磁選3種工藝方案進(jìn)行選礦試驗(yàn)。結(jié)果表明，濕式拋尾—磨礦—弱磁選選鐵工藝流程最終可獲得產(chǎn)率23.87%、TFe品位56.43%、回收率62.81%的鐵精礦，含TiO27.85%，指標(biāo)良好。不但提高了后續(xù)磨選作業(yè)的入選品位，而且大大降低了磨礦成本，經(jīng)濟(jì)適用性較好，為后續(xù)選鈦提供了條件。

釩鈦磁鐵礦 磁選 拋尾

某深部釩鈦磁鐵礦礦區(qū)賦礦巖體巖石類型自上而下是由輝長巖、含橄輝長巖、橄欖輝長巖組合的基性—超基性巖體，具明顯的相帶特征。組成各個巖相帶的巖石自上而下巖性逐漸過渡，因而表現(xiàn)出明顯的韻律式變化，即自上而下巖石基性程度和含礦性逐漸增加。該深部釩鈦磁鐵礦主要金屬礦物為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，其他含鐵礦物還有黃鐵礦、磁黃鐵礦以及脈石礦物中的輝石、橄欖石、中—拉長石等。

對該深部釩鈦磁鐵礦礦石分別采用階磨階選、干式粗粒拋尾—磁選和濕式拋尾—弱磁選3種工藝方案進(jìn)行選鐵試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定最優(yōu)的選鐵工藝流程，選鈦流程另作論述。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石組成

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵、鈦物相分析結(jié)果分別見表2、表3。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表1、表2和表3表明，該釩鈦磁鐵礦鐵品位為21.98%，鈦品位為5.10%，鐵、鈦是主要有價元素；65.92%的鐵和53.22%的TiO2都以鈦磁鐵礦的形式存在，因此鈦磁鐵礦是試驗(yàn)要回收的主要目的礦物。

表2 鐵物相分析結(jié)果 %

表3 原礦鈦物相分析結(jié)果 %

1.2 嵌布特征

鈦磁鐵礦是重要的含鐵礦物，也是鈦、釩、鉻、錳、鎵、鈷等元素的主要載體礦物。礦石中鈦磁鐵礦由固溶體分解形成，固溶體中含量較多的溶劑組分所形成的礦物為主礦物(主晶)，即磁鐵礦；含量較少的溶質(zhì)組分形成的礦物為客晶礦物(客晶)，即鈦鐵晶石、鈦鐵礦、鎂鋁尖晶石。鈦磁鐵礦是由主晶磁鐵礦和客晶鈦鐵晶石、鈦鐵礦和鎂鋁尖晶石組成的復(fù)合礦物，呈他形晶粒狀以單體和集合體形式與粒狀鈦鐵礦密切共生，充填于早期結(jié)晶的脈石礦物間隙中，粒度較粗，接觸界線平坦易于解離，是鈦鐵精礦的主要回收對象。鈦磁鐵礦呈自形—半自形晶粒狀包含于脈石礦物中，粒度細(xì)含量少，與脈石不易解離。

鈦鐵礦(FeO·TiO2)是鈦磁鐵礦固溶體分離的客晶礦物，呈板狀、片晶狀，以顯微片晶為主。顯微片晶沿磁鐵礦{100}和{111}晶面呈兩組或三組均勻規(guī)律分布，構(gòu)成格子狀、網(wǎng)格狀、平行四邊或三角形架狀連晶。板狀片晶較寬者可大于0.05 mm，比較少見。在鈦鐵礦片晶中常包有塵點(diǎn)狀或三角狀的尖晶石垂直于片晶邊緣排列，片晶寬度一般為0.01～0.02 mm。鈦鐵礦片晶的大小與礦石類型有關(guān)，稀疏浸染狀礦石以片晶狀為主，中等浸染狀礦石以顯微片晶、蠕蟲狀為主。

脈石礦物以橄欖石、普通輝石、中-拉長石、角閃石為主，還有少量至微量的方解石、石英、云母、磷灰石等，結(jié)晶程度好，多為半自形—自形晶，少數(shù)為他形晶，呈單體或集合體形式出現(xiàn)，粒度較大，一般為1～5 mm。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

根據(jù)礦石性質(zhì)，分別采用階段磨礦—弱磁選、干式粗粒拋尾—磨礦—1粗1精1掃弱磁選和濕式拋尾—磨礦—弱磁選3種工藝方案進(jìn)行選鐵試驗(yàn)，以確定最優(yōu)的選鐵工藝流程。

2.1 階段磨礦—弱磁選試驗(yàn)

階段磨礦—弱磁選試驗(yàn)控制磨礦濃度62.50%，流程見圖1，結(jié)果見表4。

圖1 階段磨礦—弱磁選試驗(yàn)流程

表4 階段磨礦—弱磁選試驗(yàn)結(jié)果 %

產(chǎn)品產(chǎn)率品位TFeTiO2回收率TFeTiO2鐵精礦23.4356.168.6762.3540.35中礦11.0417.595.489.2112.02尾礦65.539.163.6628.4447.63

從表4可以看出，階段磨礦—弱磁選試驗(yàn)可以得到產(chǎn)率23.43%、TFe品位56.16%、回收率62.35%的鐵精礦，指標(biāo)較好；中礦、尾礦合并的選鈦給礦產(chǎn)率76.57%、TiO2品位3.92%、TiO2回收率59.65%。

2.2 干式粗粒拋尾—磁選試驗(yàn)

原礦破碎至-5 mm進(jìn)行干式粗粒拋尾—磨礦—磁選選鐵試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖2，結(jié)果見表5。

圖2 干式粗粒拋尾—磨礦—磁選試驗(yàn)流程

表5 干式粗粒拋尾—磨礦—磁選試驗(yàn)結(jié)果 %

產(chǎn)品產(chǎn)率品位TFeTiO2回收率TFeTiO2鐵精礦23.3656.846.9960.7831.89磁選中礦1.7520.756.041.662.06尾礦52.4210.765.1325.8252.53廢石22.4711.423.0811.7513.52

表5表明，原礦經(jīng)干式粗粒拋尾—磨礦—磁選流程處理，可拋除產(chǎn)率22.47%、鐵品位11.42%的廢石，鐵損失率13.52%，可獲得產(chǎn)率23.36%、鐵品位56.84%、回收率60.78%的鐵精礦，中礦、尾礦合并的選鈦給礦產(chǎn)率54.17%、TiO2品位5.16%、TiO2回收率54.59%。

2.3 濕式拋尾—磨礦—弱磁選試驗(yàn)

濕式拋尾—磨礦—弱磁選選鐵工藝流程見圖3，結(jié)果見表6。

圖3 濕式拋尾—磨礦—弱磁選選鐵工藝流程

表6 濕式拋尾—磨礦—弱磁選工藝試驗(yàn)結(jié)果 %

產(chǎn)品產(chǎn)率品位TFeTiO2回收率TFeTiO2鐵精礦23.8756.437.8562.8137.76中礦29.3313.605.6818.6033.57濕拋尾礦46.808.523.0418.5928.67

從表6可以看出，濕式拋尾產(chǎn)率46.80%，拋尾效果較好。濕拋尾礦和中礦合并作為后續(xù)選鈦給礦，其中的TiO2占總TiO2的62.24%，對后續(xù)選鈦有利，且選鐵工藝流程簡單，指標(biāo)較優(yōu)。

3 選鐵工藝比較

為確定適合該低品位釩鈦磁鐵礦的選鐵工藝流程，對3種選鐵工藝流程的鐵精礦指標(biāo)進(jìn)行對比，結(jié)果見表7。

表7 3種選鐵工藝鐵精礦指標(biāo)對比

由表7可知，階段磨礦—弱磁選、干式粗粒拋尾—磨礦—弱磁選和濕式拋尾—磨礦—弱磁選3種選鐵工藝流程最終鐵精礦品位均達(dá)到56.0%以上，回收率分別為63.35%、60.78%、62.81%，且采用干式粗粒拋尾—磨礦—弱磁選和濕式拋尾—磨礦—弱磁選工藝破碎、磨礦能耗較階段磨礦—弱磁選要少，在選別指標(biāo)相近的條件下，具有一定的優(yōu)勢。其中濕式拋尾工藝采用復(fù)合磁場預(yù)分選拋尾技術(shù)，在原礦粒度為-2 mm時可拋掉46.80%的粗粒尾礦，精礦TFe品位可富集到32.82%。不但提高了后續(xù)磨選作業(yè)的入選品位，而且大大減少了磨礦入磨量，顯著降低選礦成本。

因此從選礦指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性考慮，選擇濕式拋尾—磨礦—弱磁選流程作為該低品位釩鈦磁鐵礦的選鐵工藝，最終鐵精礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表8。

表8 最終鐵精礦產(chǎn)品主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

4 結(jié) 論

(1)某深部低品位釩鈦磁鐵礦TFe品位21.98%，TiO2品位5.10%。鐵主要以磁性鐵的形式存在，占總鐵的65.92%。原礦中鈦鐵礦的含量為1.79%，占全鈦的34.89%；有用礦物主要為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，脈石礦物以橄欖石、普通輝石、中-拉長石、角閃石為主，還有少量到微量的方解石、石英、云母、磷灰石等。

(2)濕式拋尾—磨礦—弱磁選選鐵流程處理該釩鈦磁鐵礦，能兼顧經(jīng)濟(jì)性和選礦指標(biāo)，最終可獲得產(chǎn)率23.87%、TFe品位56.43%、回收率62.81%的鐵精礦，有利于后續(xù)選鈦。相比階段磨礦—弱磁選，能實(shí)現(xiàn)提前拋尾，提高后續(xù)作業(yè)入選鐵品位，顯著降低磨礦成本；相比干式粗粒拋尾—磨礦—弱磁選，鐵精礦回收率高2.09個百分點(diǎn)，指標(biāo)更優(yōu)。

*國土資源部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費(fèi)研究項目(編號：201411056—02)。

2016-10-25)

何 劍 (1979—)，男，工程師，610081 四川省成都市人民北路一段25號。