呂小煥　李金朋

(河鋼集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)有限公司)

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國(guó)外某鈦鐵礦石選礦試驗(yàn)研究

呂小煥李金朋

(河鋼集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)有限公司)

南非某風(fēng)化殼沉積鈦鐵礦石鐵品位為19.06%、TiO2品位為9.90%。為開(kāi)發(fā)利用該礦石，對(duì)其進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究。結(jié)果顯示：采用干式強(qiáng)磁選拋尾—弱磁選除鐵—螺旋溜槽重選—搖床精選的工藝流程可以獲得鐵品位49.05%、鐵回收率33.75%、TiO2品位21.02%、TiO2回收率27.70%的鐵精礦，鐵品位38.84%、鐵回收率16.70%、TiO2品位47.12%、TiO2回收率39.02%的鈦精礦。在此條件基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同工藝流程對(duì)比試驗(yàn)，綜合各因素，推薦采用強(qiáng)磁干選拋尾—螺旋溜槽粗選—弱磁除鐵—螺旋溜槽精選—搖床精選的試驗(yàn)流程。

鈦鐵礦石磁選重選

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界鈦資源地質(zhì)儲(chǔ)量(以TiO2計(jì))為 5×108～12×108t，而具有工業(yè)利用價(jià)值的鈦資源主要為鈦鐵礦、銳鈦礦、板鈦礦、白鈦礦、鈣鈦礦和金紅石[1]，其中對(duì)鈦鐵礦的選別，主要采用磁選和浮選2種方法[2-3]。本研究在對(duì)南非某鈦鐵礦石工藝礦物學(xué)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行選礦試驗(yàn)研究，為該礦石開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1　礦石性質(zhì)

1.1礦石成分分析

試驗(yàn)礦石采自南非某風(fēng)化殼沉積鈦鐵礦床，礦石主要金屬礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦，少量鈦磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦等，脈石礦物有石英、磷灰石、輝石、角閃石、長(zhǎng)石、綠泥石等。對(duì)礦石進(jìn)行化學(xué)多元素分析和鈦物相分析，結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2。

表1　礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2　礦石鈦物相分析結(jié)果 %

由表1可知，礦石鐵、鈦含量較高，其余金屬元素含量低，無(wú)綜合回收利用價(jià)值，礦石磷含量較高，對(duì)礦石選別影響較大。

由表2可知：礦石主要含鈦礦物為鈦鐵礦，其次為鈦磁鐵礦；金紅石含量較低，很難獲得單獨(dú)的鈦精礦；榍石類硅酸鹽含鈦較低，對(duì)選礦結(jié)果影響不大。

1.2礦石嵌布粒度分析

對(duì)原礦進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　礦石粒度分析結(jié)果

表3表明，礦石粒度組成范圍較寬，鈦主要分布在0.074～0.85mm粒級(jí)，隨著粒度的增加，鐵品位逐漸提高，+0.85mm粒級(jí)鐵品位達(dá)31.61%，可采用磁選除去。礦石有用礦物嵌布粒度較粗，單體解離度高，有用礦物與脈石基本已經(jīng)單體解離，只有少量脈石礦物和有用礦物嵌布在一起，因此不需磨礦，直接進(jìn)行選礦試驗(yàn)。

2　試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1干式強(qiáng)磁預(yù)選試驗(yàn)

礦石磁性礦物含量高且嵌布粒度相對(duì)較粗，因此本著“能拋早拋，能收早收”的原則，首先進(jìn)行粗粒預(yù)先拋尾試驗(yàn)[4]。采用GTD系列粉礦干式永磁磁選機(jī)，在粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度為400kA/m、掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度為720kA/m條件下采用1粗1掃流程進(jìn)行干式磁選拋尾試驗(yàn)(粗選和掃選精礦合并為預(yù)選精礦)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　干式強(qiáng)磁預(yù)選試驗(yàn)結(jié)果

從表4可知，振動(dòng)頻率為45Hz時(shí)獲得的指標(biāo)較優(yōu)。因此，采用振動(dòng)頻率為45Hz進(jìn)行試驗(yàn)，此時(shí)可以獲得鐵品位為26.46%、回收率為94.37%，鈦品位為13.81%、回收率為94.89%的預(yù)選精礦。

2.2弱磁選鐵試驗(yàn)

對(duì)最佳條件下獲得的預(yù)選精礦進(jìn)行不同磁場(chǎng)強(qiáng)度磁選管試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　預(yù)選精礦磁選管試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，磁性產(chǎn)品鐵、鈦品位逐漸降低，回收率逐漸提高。綜合考慮，選擇磁場(chǎng)強(qiáng)度為144kA/m。

2.3弱磁選尾礦重選試驗(yàn)

對(duì)最佳條件下獲得的非磁性產(chǎn)品按圖1流程在螺旋溜槽螺旋直徑為500mm、距徑比為0.5條件下進(jìn)行重選試驗(yàn)[5]，結(jié)果見(jiàn)表6。

圖1　弱磁尾礦螺旋溜槽重選工藝流程

表6　螺旋溜槽試驗(yàn)結(jié)果 %

由表6可知，給礦濃度為35%時(shí)獲得的精礦指標(biāo)優(yōu)于給礦濃度為25%的指標(biāo)。選擇給礦濃度為35%，此時(shí)獲得的鈦粗精礦鐵品位為37.32%、TiO2品位為28.88%、鐵作業(yè)回收率為53.12%、TiO2作業(yè)回收率為72.14%。

對(duì)給礦濃度為35%時(shí)獲得的鈦粗精礦和中礦采用LY1100/500搖床分別進(jìn)行不同沖程、沖次條件試驗(yàn)。中礦進(jìn)行搖床試驗(yàn)指標(biāo)較差。鈦粗精礦在沖程為12mm、沖次為280次/min時(shí)，獲得的指標(biāo)最佳，見(jiàn)表7。

表7　搖床重選試驗(yàn)結(jié)果 %

3　推薦的選礦工藝流程

對(duì)原礦進(jìn)行強(qiáng)磁干選，可拋掉大量合格尾礦；螺旋溜槽重選具有處理量大、能耗低、成本低、富集比高等優(yōu)點(diǎn)[7]，采用干式強(qiáng)磁選拋尾—弱磁選除鐵—螺旋溜槽重選—搖床精選的工藝流程可以獲得較好的試驗(yàn)指標(biāo)[6]。在此基礎(chǔ)上，對(duì)原礦又分別進(jìn)行了強(qiáng)磁干選拋尾—螺旋溜槽重選—弱磁除鐵—搖床精選、及弱磁除鐵—濕式強(qiáng)磁選—浮選流程試驗(yàn)，獲得的試驗(yàn)指標(biāo)與干式強(qiáng)磁選拋尾—弱磁選除鐵—螺旋溜槽重選—搖床精選流程相差不多。考慮到工藝配置、基建投資、生產(chǎn)成本等因素，推薦選礦工藝流程見(jiàn)圖2。

4　結(jié)　論

(1)南非某風(fēng)化殼沉積鈦鐵礦石主要金屬礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦，少量鈦磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦等，脈石礦物有石英、磷灰石、輝石、角閃石、長(zhǎng)石、綠泥石等。

(2)采用干式強(qiáng)磁選拋尾—弱磁選除鐵—螺旋溜槽重選—搖床精選的工藝流程可

圖2　推薦選礦工藝流程

以獲得鐵品位49.05%、鐵回收率33.75%、TiO2品位21.02%、TiO2回收率27.70%的鐵精礦，鐵品位38.84%、鐵回收率16.70%、TiO2品位47.12%、TiO2回收率39.02%的鈦精礦。

(3)在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，推薦采用強(qiáng)磁干選拋尾—螺旋溜槽粗選—弱磁除鐵—螺旋溜槽精選—搖床精選的試驗(yàn)流程。

[1]徐明，張淵，傅文章，等.云南鈦鐵礦礦砂磁選試驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)資源綜合利用，2011(5)：24-27．

[2]曾文清. 磁選機(jī)分選南非紅河鈦鐵礦的半工業(yè)試驗(yàn)[J].金屬礦山，1997(5)：27-29．

[3]吳彩斌，段希祥，曾桂忠.風(fēng)化鈦鐵礦可選性試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2002(12)：40-45．

[4]張俊輝，張淵.某低品位釩鈦磁鐵礦選礦試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2008(10)：60-63．

[5]韋連軍，黃慶柒，廖江南.云南文山某細(xì)粒鈦鐵礦選礦試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2008(7)：51-54．

[6]陳國(guó)榮.廣西某鈦鐵礦的選礦工藝設(shè)計(jì)[J].有色金屬：選礦部分，2009(5)：29-32．

[7]劉建國(guó)，湯玉和，張軍，等.某低品位鈦鐵礦選礦工藝試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(6)：85-87．

2016-04-20)

呂小煥(1987—)，女，助理工程師，063700 河北省唐山市灤縣響嘡鎮(zhèn)。