羅榮飛

(攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司選鈦廠，四川 攀枝花 617063)

0 引言

釩鈦磁鐵礦主要分布于中國(guó)、俄羅斯、加拿大、南非、挪威、美國(guó)、芬蘭、巴西等國(guó)，有價(jià)元素主要是鐵、釩、鈦。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)釩鈦磁鐵礦資源的利用是先對(duì)礦石進(jìn)行分選，獲得釩鈦磁鐵精礦和鈦鐵礦精礦兩種產(chǎn)品，然后再對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行深加工利用[1～2]。中國(guó)釩鈦磁鐵礦資源雖然豐富，但原礦中平均地質(zhì)品位均不高，以攀西地區(qū)的攀枝花、紅格、太和、白馬四大礦區(qū)為例，其TFe、TiO2、V2O5品位分別在26%～31%、6%～12%、0.27%～0.35%[3]，若要獲得高品質(zhì)鐵、鈦精礦則需要采用較復(fù)雜的選礦工藝和較高的選礦成本。此次研究的對(duì)象來自非洲某國(guó)的原生釩鈦磁鐵礦，主要目的是探索該原料通過選礦試驗(yàn)所獲得選礦指標(biāo)和較佳的工藝流程，為綜合回收釩鈦磁鐵礦研究和應(yīng)用提供可靠的技術(shù)支撐。

1 礦石性質(zhì)

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果(%)

由表1可見，原礦中主要有價(jià)元素TFe、TiO2、V2O5含量分別達(dá)47.20%、18.68%、0.63%，且有害元素硫、磷含量都不高，綜合回收價(jià)值較高。

從礦物組成上看，主要金屬礦物為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，釩主要以類質(zhì)同象富集在鈦磁鐵礦中，試驗(yàn)選鐵主要回收磁鐵礦和鈦磁鐵礦，鈦鐵礦、鈦赤鐵礦等弱磁性礦物在選鈦時(shí)一并回收；硫化物含量較少，主要為黃鐵礦；脈石礦物主要為普通輝石、斜長(zhǎng)石、石英、碳酸鹽礦物等。

2 選礦試驗(yàn)方案

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)釩鈦磁鐵礦較成熟的選別工藝為：用弱磁選回收磁鐵礦，浮選法回收硫化物，重選——浮選聯(lián)合流程或重選(選別粗粒)——強(qiáng)磁選(選別細(xì)粒)——強(qiáng)磁精礦浮選聯(lián)合流程回收鈦鐵礦。此類資源主要可回收三種精礦：含釩鐵精礦、鈦鐵礦精礦和以黃鐵礦為主的硫化物精礦[4～5]。

根據(jù)“含釩磁鐵礦是強(qiáng)磁性礦物，鈦鐵礦是弱磁性礦物，但比重較大”的礦石性質(zhì)和同類資源的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，此次試驗(yàn)擬采取先選鐵后選鈦的工藝流程。選鐵采用弱磁選；選鈦以重選、SLON強(qiáng)磁-浮選為主。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 選鐵試驗(yàn)

根據(jù)小型探索性試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合釩鈦磁鐵礦選鐵經(jīng)驗(yàn)[6～8]，為確定合適的工藝參數(shù)，采用了階段磨礦-階段磁選的工藝對(duì)該原礦進(jìn)行試驗(yàn)，包括磨礦細(xì)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等條件試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

圖1 原礦兩段磨礦-兩段弱磁選選鐵試驗(yàn)流程

表2 原礦兩段磨礦-兩段弱磁選選鐵試驗(yàn)結(jié)果(%)

產(chǎn)品產(chǎn)率品位回收率TFeTiO2TFeTiO2弱磁精礦55.0660.0310.7770.0332.28一段磁尾22.8527.6230.1913.3737.55二段磁尾22.0935.4725.0916.6030.17原礦100.0047.2018.37100.00100.00

由表2可見，采用兩段磨礦-兩段弱磁選工藝，可獲得產(chǎn)率55.06%、TFe品位60.03%、回收率70.03%的鐵精礦；鐵精礦中的TiO2品位降低至10.77%，而一段磁尾、二段磁尾TiO2品位分別達(dá)30.19%、25.19%，鈦在磁尾中得以有效富集。

3.2 選鈦試驗(yàn)

3.2.1 磁尾重選選鈦試驗(yàn)結(jié)果

——一段磁尾重選選鈦試驗(yàn)結(jié)果。將一段磁尾(-74μm占49.40%)采用刻槽搖床進(jìn)行重選選鈦試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖2 一段磁尾搖床重選選鈦試驗(yàn)流程

表3 一段磁尾搖床重選選鈦試驗(yàn)結(jié)果(%)

流程名稱產(chǎn)率TiO2品位TiO2回收率一段搖床搖床精礦27.2547.9043.57搖床中礦33.0021.9424.16搖床尾礦39.7524.3232.27合計(jì)100.0029.96100.00一段搖床+搖床中礦再選搖床精礦122.6748.7037.01搖床精礦29.5247.0415.01搖床中礦32.7016.3717.94搖床尾礦35.1125.5430.04合計(jì)100.0029.83100.00

由表3可見，一段磁尾通過一段搖床選別流程和一段搖床選別后搖床中礦再選流程選鈦，都可以得到較佳的試驗(yàn)指標(biāo)。一段搖床選別后搖床中礦再選流程選鈦指標(biāo)相對(duì)更好，其鈦精礦綜合產(chǎn)率32.19%、TiO2品位48.21%、回收率52.02%。

——二段磁尾重選選鈦試驗(yàn)結(jié)果。將二段磁尾采用刻槽搖床進(jìn)行重選選鈦試驗(yàn)?？紤]到細(xì)磨對(duì)提高鐵精礦品位有益，但會(huì)對(duì)重選回收鈦鐵礦的指標(biāo)有較大影響，同時(shí)二段尾礦中TFe品位較高，進(jìn)入選鈦流程可能降低鈦精礦產(chǎn)品質(zhì)量，因此在鐵精礦TFe品位相差不大的情況下分別選擇二段磨礦細(xì)度-74μm含量54%和82%兩個(gè)條件進(jìn)行二段磁選，尾礦作為二段重選選鈦原料，探索磨礦細(xì)度對(duì)重選選鈦的影響，并在選鈦前增加一段除鐵工藝，場(chǎng)強(qiáng)控制在0.12T，除鐵產(chǎn)品作為副產(chǎn)品次鐵精礦。試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖3 二段磁尾除鐵-搖床選鈦試驗(yàn)流程

表4 二段磁尾除鐵-搖床選鈦試驗(yàn)結(jié)(%)

二段磨礦細(xì)度產(chǎn)品產(chǎn)率TiO2品位TiO2回收率TFe品位-74μm 54%次鐵精礦30.2512.6315.2955.14搖床精礦18.4447.2634.89/搖床中礦22.6325.5023.10/搖床尾礦28.6823.2726.72/合計(jì)100.0024.98100.0033.39-74μm 82%次鐵精礦27.8012.5113.8658.07搖床精礦14.3948.0427.55/搖床中礦15.4027.9217.14/搖床尾礦42.4124.5241.45/合計(jì)100.0025.09100.0035.47

由表4可知，二段磁尾搖床選鈦試驗(yàn)可得到TiO2品位大于47%的精礦，但二段磨礦粒度過細(xì)明顯降低了尾礦選鈦的回收率。同時(shí)，在選鈦前的除鐵工序仍可回收TFe品位在55%以上的次鐵精礦。

3.2.2 重選綜合尾礦濕式強(qiáng)磁-浮選選鈦試驗(yàn)結(jié)果

雖然搖床重選選鈦試驗(yàn)可以達(dá)到較好指標(biāo)，但由于一、二段磁尾重選選鈦后的中、尾礦TiO2品位仍較高(綜合達(dá)到23%以上)，理論上仍有回收空間。由搖床選鈦產(chǎn)品分析得知，一、二段搖床綜合尾礦(含中礦)-74μm含量85%以上，-45μm粒級(jí)TiO2品位均在22%以上，表明重選法鈦金屬損失主要在細(xì)粒部分。因此，將一、二段搖床綜合尾礦作為“SLON強(qiáng)磁-浮選”試驗(yàn)原礦，在開展強(qiáng)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度和浮選藥劑制度等條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行流程試驗(yàn)[9-10]，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖4 重選綜合尾礦強(qiáng)磁-浮選選鈦試驗(yàn)流程圖

表5 重選綜合尾礦濕式強(qiáng)磁-浮選選鈦試驗(yàn)結(jié)果(%)

流程產(chǎn)品產(chǎn)率TiO2品位TiO2回收率SLON強(qiáng)磁強(qiáng)磁精礦75.5028.9093.49強(qiáng)磁尾礦24.506.206.51合計(jì)100.0023.34100.00浮選浮選精礦29.7846.6448.06浮選尾礦39.0813.1117.73中礦115.2526.5714.02中礦29.3334.3811.10中礦36.5640.059.09合計(jì)100.0028.90100.00

由表5可看出，搖床綜合尾礦通過“SLON強(qiáng)磁-浮選”選鈦，SLON強(qiáng)磁作業(yè)可將原礦TiO2品位從23.34%提高到28.90%，作業(yè)回收率達(dá)93.90%，尾礦品位6.20%，強(qiáng)磁拋尾效果較好；浮選作業(yè)精礦TiO2品位亦可達(dá)46.64%，作業(yè)回收率48.06%。通過浮選產(chǎn)品分析，影響浮選精礦質(zhì)量不高和尾礦品位偏高的主要原因是原礦中-38μm礦物過多。結(jié)合重選選鈦試驗(yàn)結(jié)果，證明該釩鈦磁鐵礦選礦選擇適宜的磨礦細(xì)度時(shí)，要兼顧鐵精礦和鈦精礦的產(chǎn)品需求。

3.3 試驗(yàn)原礦“選鐵-選鈦”數(shù)質(zhì)量流程及產(chǎn)品化

學(xué)多元素分析結(jié)果

根據(jù)上述流程試驗(yàn)較佳結(jié)果，試驗(yàn)原礦“選鐵-選鈦”數(shù)質(zhì)量流程見圖5，試驗(yàn)鐵精礦、鈦精礦(搖床鈦精礦)化學(xué)多元素分析結(jié)果見表6。

由圖5、表6可看出，試驗(yàn)原礦采用兩段磨礦-兩段弱磁選工藝選鐵，選鐵尾礦搖床重選選鈦，重選綜合尾礦再通過強(qiáng)磁-浮選回收鈦，可獲得鐵精礦產(chǎn)率55.06%、TFe品位60.03%、回收率70.03%，V2O5品位1.08%、回收率94.39%；重選鈦精礦產(chǎn)率10.54%、TiO2品位48.17%、回收率27.64%；浮選鈦精礦產(chǎn)率6.35%、TiO2品位46.64%、回收率16.12%。

表6 鐵精礦、鈦精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果(%)

圖5 試驗(yàn)原礦“選鐵-選鈦”數(shù)質(zhì)量流程圖

4 結(jié)語(yǔ)

——該釩鈦磁鐵礦中主要有價(jià)元素TFe、TiO2、V2O5含量分別達(dá)47.20%、18.68%、0.63%，且有害元素硫、磷含量都不高，綜合回收

價(jià)值較高。

——原礦采用兩段磨礦-兩段弱磁選工藝選鐵，選鐵尾礦搖床重選選鈦，重選綜合尾礦再通過SLON強(qiáng)磁-浮選回收鈦，獲得鐵精礦TFe品位60.03%、回收率70.03%，V2O5品位1.08%、回收率94.39%；重選鈦精礦TiO2品位48.17%、回收率27.64%；浮選鈦精礦TiO2品位46.64%、回收率16.12%。試驗(yàn)為綜合回該收釩鈦磁鐵礦研究和應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支撐。