難選金紅石礦選礦新工藝流程研究

汪傳松

摘 要：通過對某難選金紅石礦進行礦石性質(zhì)及選礦工藝特性研究，并分析以往研究成果工業(yè)化應(yīng)用的可行性，提出針對難選金紅石礦工業(yè)化應(yīng)用具有可操作性的選礦新工藝流程，并進行擴大連選試驗研究，為難選金紅石礦的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：金紅石 選礦 鈦赤鐵礦 重選 強磁選 浮選

中圖分類號：TD97 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0132-02

我國的鈦礦資源居世界之首，已探明的鈦資量為8.73×108 t（以TiO2計）[1]；我國鈦礦類型主要有兩種：鈦鐵礦和金紅石礦。其中，鈦鐵礦占我國鈦資源總儲量的98%，金紅石僅占2%[2]。鈦鐵礦型主要分布在釩鈦磁鐵礦礦床中，主要分布在四川攀枝花地區(qū)，難以直接用于海綿鈦和優(yōu)質(zhì)鈦白粉的生產(chǎn)；而金紅石礦是自然界中含鈦最高的一種鈦礦，是海綿鈦和鈦白粉生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料，但我國金紅石礦礦點分散、原礦品位低、雜質(zhì)成分多、嵌布情況復(fù)雜，利用難度較大。研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)多數(shù)金紅石礦屬難選微細粒金紅石礦，不僅嵌布粒度細，而且金紅石品位也非常低，為了充分開發(fā)利用難選金紅石礦資源，國內(nèi)多家研究單位先后對該礦進行了綜合回收利用的選礦試驗研究，目的是為該礦的工業(yè)化利用提供科學依據(jù)。

1 原礦性質(zhì)

1.1 化學分析及礦物組成

該礦石主要由金紅石、鈦赤鐵礦、鈦磁鐵礦、榍石等礦物組成。含鈦礦物主要為金紅石，其次為鈦赤鐵礦、鈦磁鐵礦、榍石及含鈦硅酸鹽礦物?；瘜W成分見表1，礦物組成分析結(jié)果見表2。

從礦物組成分析來看，該礦除金紅石礦具有回收價值外，鈦赤鐵礦、赤褐鐵礦可以進行綜合回收，從而提高該礦的經(jīng)濟價值。

1.2 金紅石的嵌布特征

金紅石礦物呈他形、半自形柱狀，多以集合體形式沿脈石礦物的片理方向排列分布；其次為鈦赤鐵礦連生體和呈細小的粒狀被角閃石、黑云母石英包裹，目的礦物金紅石嵌布粒度較細，為0.01～0.2 mm不等，屬細粒、微細粒不均勻嵌布。

1.3 金紅石在各粒級的分布情況

對該礦破碎至5 mm以下進行篩析，測定各粒級金紅石的單體解離情況，測定結(jié)果表明，當粒度達到0.01 mm單體解離度達到94%，即該金紅石礦金紅石嵌布粒度呈微細粒，處理該礦必須磨礦到0.019 mm以下。破碎產(chǎn)品粒級在-0.037 mm以下時TiO2品位較低，金屬分布率也較低，說明該礦在磨礦前進行有控制的粗粒磨礦能夠防治礦物泥化，同時該礦中含有部分礦泥。

1.4 主要礦物物理參數(shù)測定

對該礦進行了主要礦物的物理參數(shù)測定，測定表明：脈石礦物與金屬礦物在密度上差異較大，可通過重選的方法除去大量的脈石礦物（榍石、角閃石和粘土礦物泥質(zhì)等）。從比磁化系數(shù)差異可知，金紅石與鈦鐵礦、赤鐵礦、榍石、云母和綠泥石等有較大的差異，可通過磁選的方法除去磁性礦物。從導(dǎo)電性可知，金紅石是良導(dǎo)體，而榍石、云母和綠泥石等是非導(dǎo)體，可通過電選的方法除去這些礦物，從而進一步提高金紅石的品位。因此，該金紅石礦理論研究的工藝路線為：重選—強磁選—電選聯(lián)合流程。

2 難選金紅石礦以往的試驗研究

針對難選金紅石礦品位低，粒度細的特點，國內(nèi)多家單位進行過相關(guān)研究工作，研究的主要技術(shù)路線為：（1）全粒級浮選—強磁選工藝；（2）重選—強磁選—電選聯(lián)合流程。

2.1 全粒級浮選-強磁選工藝流程

對嵌布粒度細的礦石，采用浮選的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)金紅石與脈石的分離并保證金紅石的回收率。相關(guān)研究單位在實驗室進行了全粒級浮選—強磁工藝選礦試驗[4]，試驗指標為磨礦細度74μm占80%時，精礦品位TiO282.85%，回收率53.11%。

2.2 重選—強磁選—電選聯(lián)合流程

從理論分析，難選金紅石礦適合流程為：重選—強磁選—電選工藝流程[4]，相關(guān)單位進行了選礦試驗研究。該試驗重選采用分級重選工藝，重選設(shè)備采用離子波型搖床，試驗流程見圖1，試驗指標為磨礦細度38μm占80%時，精礦品位TiO292.16%，回收率65.26%。

2.3 存在的問題

（1）本次研究的金紅石礦原礦品位較低，選礦比大，選礦生產(chǎn)成本較高，僅進行了實驗室試驗研究，沒有考慮研究成果工業(yè)化應(yīng)用的市場價值。

（2）該礦堪布粒度屬微細粒級，以往的研究成果均采用直接磨礦至選礦工藝需要的單體解離，比如重選工藝磨礦粒度達到37μm，磨礦成本很高。

（3）采用浮選工藝對原礦進行全粒級浮選，浮選時原礦量很大，藥劑消耗量大，生產(chǎn)成本高。

（4）采用重選試驗設(shè)備為非工業(yè)化應(yīng)用的離子波型搖床，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，重選選礦粒度下限為74μm（-200目）占80%，而實驗室采用的搖床選礦粒度甚至達到了19μm，其試驗結(jié)果工業(yè)化推廣可能性小。

（5）采用電選工藝作為精選作業(yè)對原礦粒度要求嚴格，根據(jù)工業(yè)電選機生產(chǎn)實踐表明，工業(yè)電選機在給礦粒度37μm以下時，選礦效果極差，因此，以往研究中采用的電選工藝在工業(yè)應(yīng)用上存在較大的問題。

綜上所述，以往針對難選金紅石礦進行的研究成果以實驗室研究為主，其研究的成果工業(yè)化推廣難度大，而且成果工業(yè)化應(yīng)用加工成本過高，可能導(dǎo)致研究成果無法市場化。

3 新工藝試驗研究

3.1 新工藝技術(shù)路線

（1）因該金紅石礦品位低，如果要降低生產(chǎn)成本必須進行提前拋尾，結(jié)合該礦的嵌布特點、各個粒級的單體解離情況以及各礦物的特性分析后認為，該礦適合采用重選拋尾。

（2）根據(jù)礦物組成可知，該礦中含有鈦赤鐵礦、赤褐鐵礦等鐵礦物，這些礦物采用重選將進入金紅石礦物中，需要通過強磁選分離出鐵礦物。在分離出的鐵礦物通過精選可以得到赤褐鐵精礦的副產(chǎn)品，從而提高該礦的綜合利潤。

（3）針對微細粒礦干式電選工業(yè)實施不可行的問題，新工藝采用浮選工藝進行金紅石精選，從而得到最終的金紅石產(chǎn)品。

3.2 新工藝流程試驗

通過對礦石性質(zhì)、原礦工藝特性的研究，結(jié)合以往對難選金紅石礦研究存在的問題，從工業(yè)化是否具有操作性的角度出發(fā)，本次研究工藝流程為：重選—反強磁—浮選聯(lián)合流程。其試驗工藝路線為：螺旋拋尾—搖床粗精選—反強磁選除鐵—鐵礦物經(jīng)過強磁、搖床重選得到赤鐵精礦—除鐵后粗精礦經(jīng)過浮選、強磁最終得到金紅石精礦。新工藝流程見圖2。對新工藝流程分別進行了螺旋拋尾磨礦細度條件試驗、強磁條件試驗、浮選藥劑條件試驗以及浮選流程閉路試驗。通過各個條件試驗，最后進行擴大連選試驗，新工藝連選擴大試驗結(jié)果見表3。

3.3 新工藝流程試驗評價

（1）新工藝從工業(yè)化應(yīng)用角度出發(fā)，采用了低成本選礦工藝，同時對金紅石礦中鈦赤鐵礦進行了綜合回收利用，盡可能提高該礦的綜合經(jīng)濟價值。

（2）新工藝流程采用螺選粗粒拋尾，大幅度降低了選礦加工成本，使該礦的工業(yè)化利用開發(fā)成為可能。

（3）新流程采用浮選取代干式電選作為精選工藝，能夠有效避免微細粒電選工業(yè)化利用的難題，給該礦日后的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

（4）通過對新流程擴大連選試驗的研究，使難選金紅石礦工業(yè)化利用的研究更接近生產(chǎn)，試驗達到預(yù)期的研究結(jié)果。

4 結(jié)語

（1）根據(jù)礦物嵌布特性及組成研究，該金紅石礦屬低品位微細粒難選礦石，盡管以往對該礦有相關(guān)研究，但其研究的工藝流程工業(yè)實施難度大。

（2）根據(jù)新工藝流程擴大連選試驗研究表明：通過“重選—強磁—浮選”工藝能夠?qū)υ摰V進行有效回收，試驗得到TiO2品位86.55%、回收率為43.28%的金紅石精礦；同時得到6.52%的（鈦）赤鐵精礦，其中TFe含量56.09%，TiO2為9.36%，TiO2回收率22.94%；擴大連選試驗TiO2總回收率為66.22%。其研究為國內(nèi)同類型的難選金紅石礦工業(yè)化開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]王志，袁章福.中國鈦資源綜合利用技術(shù)現(xiàn)狀與新進展[J].化工進展，2004，23（4）：349.

[2]吳賢，張健.中國鈦資源分布及特點[J].鈦工業(yè)進展，2006，23（6）：8.

[3]高利坤，張宗華，李春梅.某金紅石礦選礦試驗研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2003，（3）：3-8.

[4]梁景暉，張良宋.河南某地金紅石礦選礦研究[J].化工礦山技術(shù)，1992，21（1）：33-35.