安登極

（長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙410012）

目前，攀枝花選鈦廠采用強(qiáng)磁選-浮選工藝對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行富集回收，該工藝以立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)作為粗選設(shè)備，普通槽式浮選機(jī)作為精選設(shè)備［1－2］。生產(chǎn)實(shí)踐表明，－38 μm 粒級(jí)回收效率非常低，且－38 μm粒級(jí)進(jìn)入細(xì)粒浮選系統(tǒng)造成現(xiàn)有的細(xì)粒選鈦生產(chǎn)不順行，因此，選鈦廠通過原礦濃縮、浮選前濃縮等脫泥工藝，盡量把－38 μm 粒級(jí)分離出去，以保障選鈦?zhàn)鳂I(yè)的正常生產(chǎn)，但卻造成選鐵、選鈦磨礦作業(yè)產(chǎn)生的超細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦直接排入了尾礦庫(kù)，暫未實(shí)現(xiàn)回收，而該部分鈦鐵礦占原礦的比例較高。因此，要實(shí)現(xiàn)攀西釩鈦磁鐵礦中鈦鐵礦回收率大幅度提升，必須實(shí)現(xiàn)－38 μm粒級(jí)鈦鐵礦的綜合回收［3－7］。

1 原料性質(zhì)

試驗(yàn)原料為選鈦廠生產(chǎn)中浮選前的斜板溢流。原料主要化學(xué)組成分析結(jié)果見表1，其中鈦化學(xué)物相分析結(jié)果見表2。

表1 原料主要化學(xué)成分分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

表2 原料中鈦化學(xué)物相分析結(jié)果

由表1～2 可以看出：①試驗(yàn)原料中可供選礦回收的主要組分是TiO2，鈷、鎳、釩等其他有價(jià)元素均因含量太低，綜合利用價(jià)值不大。②脈石組分主要是SiO2，次為Al2O3、CaO 和MgO。有害雜質(zhì)元素磷的含量較低，但硫含量達(dá)0.67%，因此選礦過程中需要密切關(guān)注鈦精礦中的硫含量。③原料中賦存于鈦鐵礦中的TiO2占92.23%，這即為分選樣品中鈦礦物時(shí)TiO2的最大理論回收率。

綜合化學(xué)成分特點(diǎn)，可以認(rèn)為樣品中可供選礦回收的主要組分是TiO2，為保證鈦精礦的質(zhì)量，需要選礦脫除的主要有害雜質(zhì)元素是硫。

采用MLA 對(duì)樣品中主要礦物含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果列于表3。

表3 原料中主要礦物含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

原料中組成礦物種類較多，鈦礦物以鈦鐵礦為主，次為鈣鈦礦和榍石；其它金屬礦物包括磁黃鐵礦和少量鈦磁鐵礦及褐鐵礦，偶見黃銅礦和鈷鎳硫化物；脈石礦物主要為鈦輝石、鈦閃石、綠泥石和斜長(zhǎng)石，其他微量礦物尚見黑云母、方解石、白云石、菱鐵礦、蛇紋石、石英、絹云母、鈦鐵晶石、鎂鋁尖晶石、綠簾石和磷灰石等。

鈦鐵礦是富集回收TiO2的主要目的礦物。大多為形態(tài)較為規(guī)則的自形、半自形粒狀，少數(shù)則為極微細(xì)的板片狀，內(nèi)部普遍較為潔凈，晶體粒度整體略為細(xì)小，但相對(duì)較為均勻，一般變化于0.01 ～0.04 mm 之間。樣品中少數(shù)鈦鐵礦亦已發(fā)生不同程度的榍石化，通常是微細(xì)的榍石沿鈦鐵礦邊緣或裂隙充填交代，隨著交代程度增強(qiáng)，顆粒中鈦鐵礦不僅體積含量逐漸減少，而且粒度亦有變細(xì)的趨勢(shì)，局部甚至呈細(xì)小的交代殘余與榍石交生以致形成極為復(fù)雜的鑲嵌關(guān)系。

對(duì)原料進(jìn)行了粒度組成和鈦金屬分布率測(cè)定，結(jié)果列于表4。

表4 原料粒度組成及鈦金屬粒級(jí)分布測(cè)定結(jié)果

從表4 可知，原料中鈦鐵礦的粒度非常細(xì)，且粒度越細(xì)TiO2品位越高。

2 預(yù)富集試驗(yàn)

采用立環(huán)高梯度磁選、ZH 平環(huán)強(qiáng)磁選和離心重選分別對(duì)鈦鐵礦浮選給礦進(jìn)行預(yù)富集對(duì)比試驗(yàn)研究，三種工藝最佳工藝條件下的指標(biāo)對(duì)比如表5 所示。其中ZH 強(qiáng)磁選的最佳試驗(yàn)條件為：給礦濃度30%，清洗水壓0.05 MPa，磁介質(zhì)間隙1 mm，磁場(chǎng)強(qiáng)度640 kA／m；離心選礦的最佳試驗(yàn)條件為：給礦濃度20%，處理量40 kg／h，轉(zhuǎn)速20 r／min；立環(huán)高梯度磁選的最佳試驗(yàn)條件為：給礦濃度30%，清洗水壓0.20 MPa，轉(zhuǎn)速2 r／min，脈沖200 次／min，磁場(chǎng)強(qiáng)度320 kA／m。

表5 預(yù)富集對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

3 種不同預(yù)富集工藝都能實(shí)現(xiàn)對(duì)原料的富集作用，有效分選出脈石及雜質(zhì)，其中以ZH 強(qiáng)磁選工藝選礦效率值最高，離心選礦次之。

3 浮選條件試驗(yàn)

以ZH 強(qiáng)磁選獲得的預(yù)富集精礦為給礦進(jìn)行浮選研究，分別進(jìn)行了硫酸用量、調(diào)整劑CC 用量、捕收劑用量條件試驗(yàn)，結(jié)果分別見表6～8。

表6 浮選硫酸用量試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表6

表7 浮選調(diào)整劑CC 用量試驗(yàn)結(jié)果

表8 浮選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

從表6～8 可知，最佳藥劑用量為：硫酸2 000 g／t、調(diào)整劑CC 500 g／t、捕收劑2 000 g／t。此時(shí)獲得的最終鈦精礦TiO2品位47.38%、回收率50.08%。

4 浮選脫泥-浮選選鈦試驗(yàn)

進(jìn)行了浮選脫泥-浮選選鈦閉路試驗(yàn)，結(jié)果見圖1。

圖1 浮選脫泥-浮選選鈦試驗(yàn)結(jié)果

從圖1 可知，將生產(chǎn)中的浮選前溢流進(jìn)行單獨(dú)處理，采用浮選脫泥-浮選選鈦，在合適的工藝流程及藥劑制度下可以獲得合格的鈦精礦產(chǎn)品，精礦TiO2品位47.66%、回收率51.44%。

5 預(yù)富集脫泥-浮選選鈦試驗(yàn)

圖2 ZH 強(qiáng)磁脫泥-浮選選鈦試驗(yàn)結(jié)果

原料先通過ZH 強(qiáng)磁選預(yù)富集工藝進(jìn)行脫泥，預(yù)富集精礦進(jìn)行浮選選鈦閉路試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。從圖2 可知，選鈦廠浮選前溢流采用ZH 強(qiáng)磁選脫泥-浮選選鈦流程，在合適的工藝流程及藥劑制度下可以獲得合格的鈦精礦產(chǎn)品，精礦TiO2品位48.18%、回收率72.43%。

6 分析討論

分別對(duì)ZH強(qiáng)磁選給礦、精礦和尾礦進(jìn)行了粒度篩析以及鈦金屬分布率測(cè)定，并計(jì)算得出粒級(jí)產(chǎn)率和粒級(jí)回收率，結(jié)果如表9 所示。從表9 可知，浮選前溢流采用ZH 強(qiáng)磁選工藝預(yù)富集，各個(gè)粒級(jí)回收率都大于90%，－0.019 mm 粒級(jí)回收率最低，＋0.038 mm 粒級(jí)回收率最高，－0.038＋0.025 mm 粒級(jí)回收率次之。

表9 ZH 強(qiáng)磁選各產(chǎn)品鈦金屬各粒級(jí)回收率效果分析

7 結(jié) 論

采用ZH 強(qiáng)磁選預(yù)富集工藝處理選鈦廠浮選前斜板溢流，可以有效脫除干擾浮選的泥及脈石礦物。ZH強(qiáng)磁選預(yù)富集精礦再浮選選鈦，最終可以獲得精礦TiO2品位48.18%、回收率72.43%。較原料浮選脫泥-浮選選鈦流程獲得的精礦品位和回收率都高，有利于防止礦泥對(duì)浮選作業(yè)的干擾。