賀寶寶，趙培柱

（1.中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京 100013；2.云南省有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院，云南 昆明 650233）

鈦及其氧化物具有重量輕、強(qiáng)度高、耐高溫耐超低溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能，常運(yùn)用于航天、冶金、軍工等領(lǐng)域[1]，是制取高鈦渣、人造金紅石、鈦白粉、海綿鐵、鈦金屬及鈦材、焊條、涂料等重要原料，目前有工業(yè)利用價(jià)值的鈦資源主要是鈦鐵礦、銳鈦礦、板鈦礦、白鈦礦、鈣鈦礦和金紅石[3]。我國(guó)是鈦資源大國(guó)，資源十分豐富，分布于20多個(gè)省區(qū)。鈦鐵礦作為伴生礦物見于火成巖和變質(zhì)巖中，也可形成砂礦,砂礦主要分布在廣東、廣西、海南沿海及云南等地。本文試驗(yàn)研究對(duì)象為國(guó)內(nèi)某鈦鐵砂礦，砂礦層根據(jù)風(fēng)化程度可分為粘土層、砂土層、半風(fēng)化層三層。通過“弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦”聯(lián)合流程取得了較好的試驗(yàn)指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)研究

1.1 原礦多元素分析

原礦入選品位TiO24.12%、mFe1.50%，含P0.26%、S0.014%，鈦是選礦回收的主要目的元素，鐵可考慮綜合回收。

表1 原礦多元素分析結(jié)果表

1.2 原礦物相分析

表2 原礦鈦物相分析結(jié)果表

表3 原礦鐵物相分析結(jié)果表

1.3 礦物成分

經(jīng)磨制光薄片鏡下觀察、X-射線粉晶衍射分析、化學(xué)多元素分析、人工重砂分析等研究，發(fā)現(xiàn)礦石中有氧化物、硅酸鹽、磷酸鹽、硫化物、碳酸鹽五類16種礦物存在，其中氧化物約20%，硅酸鹽約77.8%，其它礦物含量少；主要的礦石礦物為鈦磁鐵礦（含量1.5%）、鈦鐵礦（含量3.3%），主要的脈石礦物為輝石、斜長(zhǎng)石。

1.4 主要礦物嵌布特征

鈦磁鐵礦：主要的礦石礦物之一，呈它形粒狀，與輝石、綠泥石、鈦鐵礦等連生，部分與鈦鐵礦呈固溶體狀連生，由于蝕變作用，鈦磁鐵礦部分蝕變?yōu)槌噼F礦。嵌布粒度上，鈦磁鐵礦的主體粒度在0.04mm～0.15mm之間。

鈦鐵礦：主要的礦石礦物之一，呈半自形板粒狀、它形粒狀，與輝石、鈦磁鐵礦連生，少部分包含在脈石礦物中。鈦鐵礦的總體嵌布粒度在0.05mm～0.3mm之間，嵌布粒度較大。

2 選礦試驗(yàn)

2.1 工藝選擇

原礦入選品位TiO24.12%、mFe1.50%，鈦鐵礦是選礦回收的主要目的鈦礦物，磁鐵礦可綜合回收。

原礦中磁鐵礦屬于強(qiáng)磁性礦物，可用弱磁選進(jìn)行分選。鈦鐵礦屬弱磁性礦物且比重較大，可用高梯度強(qiáng)磁選實(shí)現(xiàn)鈦鐵礦與脈石礦物的初步分離和富集，再采用搖床工藝進(jìn)行精選，以獲得合格品位的鈦精礦。因此，本試驗(yàn)選擇“弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦”作為回收鈦和鐵的聯(lián)合流程。

2.2 弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦聯(lián)合流程試驗(yàn)

2.2.1 弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)

原礦經(jīng)攪拌擦洗后，進(jìn)入弱磁選流程選鐵，現(xiàn)考查弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)選鐵指標(biāo)的影響，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

心墻上下游反濾料同堆石料平起填筑（先填反濾料后填堆石料），進(jìn)行跨縫碾壓。各種壩料的填筑部位、尺寸、材料級(jí)配、粒徑范圍均應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，每一層填筑經(jīng)質(zhì)檢合格后，方可進(jìn)行上一層的填筑。過渡料、反濾料鋪料厚度均為60 cm，碾壓8遍。

可以看出，隨著弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，鐵粗精礦中鐵品位不斷降低，而鐵回收率則不斷提高；另外，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為2000Oe時(shí)，鐵粗精礦中鐵回收率變化較小。因此，較佳的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1800Oe。

圖1 弱磁粗選和掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)流程

表4 弱磁粗選和掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 高梯度強(qiáng)磁拋尾磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)

為找到高梯度強(qiáng)磁拋尾適宜的磁場(chǎng)強(qiáng)度，本試驗(yàn)在入選細(xì)度-0.2mm的條件下，開展0.4T、0.5T、0.6T三個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的條件試驗(yàn)。

高梯度強(qiáng)磁拋尾磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖2 高梯度強(qiáng)磁拋尾磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)流程

表5 高梯度強(qiáng)磁拋尾磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)結(jié)果

由表6可見，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，鈦粗精礦品位及拋尾率不斷降低，而回收率則不斷提高；由于主要元素為Ti，此處針對(duì)Ti進(jìn)行分析，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.6T時(shí)鈦粗精礦Ti品位與0.5T時(shí)鈦粗精Ti品位相似；二者的回收率相差不大，另外，對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.5T的尾礦進(jìn)行人工重砂鑒定發(fā)現(xiàn)，損失在該尾礦中的鈦鐵礦已很少。因此，高梯度強(qiáng)磁選適宜的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.5T。

2.2.3 兩種入選細(xì)度的對(duì)比試驗(yàn)

根據(jù)工藝礦物學(xué)研究，Ti主要嵌布粒度在0.05～0.3mm，據(jù)此進(jìn)行-0.15mm、-0.30mm兩種入選細(xì)度的對(duì)比試驗(yàn)，以確定適宜的入選細(xì)度。-0.15mm、-0.30mm兩種入選細(xì)度試驗(yàn)流程分別見圖3、圖4，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖3 -0.30mm入選細(xì)度試驗(yàn)流程圖

圖4 -0.15mm入選細(xì)度試驗(yàn)流程圖

表6 兩種入選細(xì)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

兩種入選細(xì)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，-0.30mm與-0.15mm入選細(xì)度均能獲得較高品位的鈦精礦，-0.15mm入選細(xì)度所得中礦1+中礦2+中礦3鈦回收率比入選細(xì)度-0.30mm所得中礦1+中礦2+中礦3+中礦4鈦回收率高。綜合考慮經(jīng)濟(jì)及技術(shù)指標(biāo)，選擇-0.15mm入選細(xì)度。

2.2.4 兩個(gè)搖床中礦再磨再選鈦試驗(yàn)

原礦經(jīng)圖4所示的流程選別后，搖床產(chǎn)出三個(gè)中礦分別為：+0.074mm粒 級(jí) 中 礦1與-0.074mm～+0.043mm粒 級(jí) 中 礦2，-0.043mm粒級(jí)中礦3，經(jīng)顯微鏡下查明，中礦1和中礦2中的鈦鐵礦主要呈連生體形式存在，粒度細(xì)，需要再磨再選；而中礦3由于已是-0.043mm粒集重選產(chǎn)物，粒度已極細(xì)，故不再選別。

（1）搖床中礦1再磨再選鈦試驗(yàn)。對(duì)圖4中的中礦1進(jìn)行再磨再選試驗(yàn)，其流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖5 中礦1再磨再選鈦試驗(yàn)流程

表7 中礦1再磨再選鈦試驗(yàn)結(jié)果表8

由表8可知，中礦1經(jīng)過再磨再選后，可獲得產(chǎn)率1.43%、TiO241.66%、對(duì)原礦鈦回收率14.19%的鈦精礦，提高了鈦回收率。

（2）搖床中礦2再磨再選鈦試驗(yàn)。對(duì)圖4中的中礦2進(jìn)行再磨再選試驗(yàn)，其流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 中礦2再磨再選鈦試驗(yàn)結(jié)果

圖6 中礦2再磨再選鈦試驗(yàn)流程

由表9可知，中礦2經(jīng)過再磨再選后，還可獲得產(chǎn)率0.26%、TiO240.96%、對(duì)原礦鈦回收率2.58%的鈦精礦，提高了鈦回收率。

2.2.5 弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦聯(lián)合流程試驗(yàn)

基于以上的試驗(yàn)成果，“弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦”流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

圖7 弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦聯(lián)合流程

表9 聯(lián)合流程試驗(yàn)結(jié)果

在較佳的分選條件（圖7）下，原礦經(jīng)“弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦”聯(lián)合流程選別后，獲得鈦精礦產(chǎn)率2.98%、TiO244.07%、對(duì)全鈦回收率31.46%；鐵精礦產(chǎn)率3.24%、TFe45.72%、對(duì)全鐵回收率9.98%的技術(shù)指標(biāo)。原礦中鈦鐵礦礦物得到了回收，伴生有益礦物磁鐵礦也得到了較好的綜合回收利用。

3 結(jié)論

（1）通過多種分析及研究等工作基本查清了該礦石的物理化學(xué)組成。原礦入選品位TiO24.12%、mFe1.50%，含P0.26%、CaO2.46%、MgO2.91%。主要的鈦礦物為鈦磁鐵礦及鈦鐵礦，主要的鐵礦物為赤鐵礦與褐鐵礦；主要的脈石礦物為輝石、斜長(zhǎng)石。鈦鐵礦是選礦回收的主要目的鈦礦物，磁鐵礦可綜合回收。

（2）推薦流程為“弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦”。

（3）在較佳的分選條件下，原礦經(jīng)“弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁拋尾—搖床精選鈦”聯(lián)合流程選別后，獲得鈦精礦產(chǎn)率2.98%、TiO244.07%、對(duì)全鈦回收率31.46%；鐵精礦產(chǎn)率3.24%、TFe45.72%、對(duì)全鐵回收率9.98%的技術(shù)指標(biāo)。原礦中鈦鐵礦礦物得到了較好的回收，伴生有益礦物磁鐵礦也得到了較好的綜合回收利用。