某鈦鐵礦選鈦工藝試驗(yàn)研究

劉靜宇

(黑龍江工業(yè)學(xué)院 環(huán)境工程系，黑龍江 雞西　158100)

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某鈦鐵礦選鈦工藝試驗(yàn)研究

劉靜宇

(黑龍江工業(yè)學(xué)院 環(huán)境工程系，黑龍江 雞西158100)

針對目前選鈦工藝存在的問題，以鈦鐵礦原礦為研究對象，首先對其進(jìn)行了工藝礦物學(xué)分析，然后確定了強(qiáng)磁選拋尾工藝流程，最后經(jīng)過精選流程比較，選取“重選-強(qiáng)磁選”聯(lián)合工藝進(jìn)行分選，取得較好的技術(shù)指標(biāo)，即TiO2品位為47.34%，TiO2回收率為72.15%。

鈦鐵礦；強(qiáng)磁拋尾；精選；聯(lián)合流程

我國具有豐富的鈦資源儲量，據(jù)探測表明，目前我國的鈦資源儲量位居世界第一。雖然我國鈦資源儲量非常豐富，自然界中大部分都是以原生釩鈦磁鐵礦的模式存在的，我國儲量分布較多的地區(qū)在攀西地區(qū)；屈居第二位的是鈦鐵礦，集中存在于廣東、廣州、海南等地區(qū)。我國鈦鐵礦砂易于開采，經(jīng)過簡易洗選加工就可以得到高品質(zhì)的鈦精礦，但回收率較低和資源浪費(fèi)嚴(yán)重是目前選廠普遍存在的問題。[1-3]因此，本文以鈦鐵礦原礦為研究對象，旨在提高TiO2回收率，通過對樣品進(jìn)行工藝礦物學(xué)方面的分析，分析選鈦分選新工藝。

1　原礦工藝礦物學(xué)研究

1.1多元素的研究。

表1顯示的是原礦進(jìn)行多元素研究的結(jié)果。

表1　原礦石多元素檢驗(yàn)的結(jié)果

1.2物相分析。

首先需要對樣品進(jìn)行預(yù)處理，主要有三個步驟，第一步就是需要先將樣品經(jīng)過光片過程，接下來是薄片，最后一步是人工重砂鑒定，之后在電子顯微鏡和x衍射下進(jìn)行分析，原礦物相分析結(jié)果如表2所示。

表2原礦物相分析

Tab2　Analysis results of tungsten phase

從表中可以看出：鈦主要以鈦鐵礦的形式存在于自然界中，鐵元素主要是以鈦鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦的形式存在的，高嶺土、石英、斜長石是主要脈石礦物。

1.3礦物嵌布特征分析。

鈦鐵礦礦物是鈦元素的主要來源，一般可以單獨(dú)進(jìn)行生產(chǎn)，少數(shù)來源于褐鐵礦和赤鐵礦礦物，以類質(zhì)同象的形式產(chǎn)出；該礦粒度大小為0.2mm時，單體的解離度可以高達(dá)95.72%。鈦鐵礦廣泛分布于泥質(zhì)中，形狀多為半自形和自形粒狀，與赤鐵礦之間存在共生現(xiàn)象；一小部分的鈦鐵礦可以與石英、長石、高嶺石等連生。而以云霧狀或網(wǎng)脈狀存在于鈦鐵礦中的少數(shù)赤鐵礦相對不易發(fā)生解離現(xiàn)象，在一定程度上能夠影響鈦鐵礦的精礦品位。

鐵大多數(shù)來源于褐鐵礦、鈦鐵礦、微量的硅酸鐵和赤鐵礦，其中來源于褐鐵礦、硅酸鐵和鈦鐵礦的鐵，因?yàn)楫a(chǎn)出復(fù)雜等外在原因，被稱為不可選的鐵，其余為可選的鐵。

1.4原礦顆粒度的篩選分析結(jié)果。

表3顯示的是對原礦進(jìn)行顆粒度篩析的具體結(jié)果，如下所示。

由表3可見，原礦粒度較細(xì)，原礦含-200目量為29.48%；其中-0.005mm部分為11.21%；+200目粒級鈦金屬分布率為88.98%，-0.005mm部分鈦金屬分布率為1.23%。

表3　原礦粒度篩析結(jié)果

2　強(qiáng)磁選拋尾試驗(yàn)

從礦物組成可知，無磁性礦物含量高達(dá)70%以上， 因此，可利用強(qiáng)磁選進(jìn)行初步回收有用礦物，“及早丟棄”大量脈石礦物，可以大大提高后續(xù)作業(yè)的效率。

由于該礦在0.2mm粒度情況下，鈦鐵礦的單體解離度較高，達(dá)到95.72%，-0.2mm范圍內(nèi)的礦量約為40%上下，所以首先進(jìn)行對原礦的篩選工作。具體過程是先經(jīng)過一段磨礦形成閉路流程，再對原礦進(jìn)行磁選。 在磁選的過程中，先在弱的磁場中進(jìn)行分選，之后再在強(qiáng)磁場中進(jìn)行選別，這樣就完全可以把具有磁性的物質(zhì)挑選出來，以保護(hù)后續(xù)高梯度磁選機(jī)正常運(yùn)行。工藝流程如圖1所示。

圖1　強(qiáng)磁選拋尾試驗(yàn)流程圖

Fig1Flowsheet of high intensity magnetic separation discarding tailings

表4　強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)結(jié)果

由表4可見：強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度增加，鈦粗精礦TiO2品位下降；如果磁場的強(qiáng)度達(dá)到1200mT時，鈦粗精礦TiO2品位應(yīng)當(dāng)達(dá)到22%以上，TiO2總回收率基本能達(dá)到94%左右，拋尾在70%左右，尾礦TiO2品位為0.87%。因此，該工藝符合 “能收早收，能丟早丟” 的選礦原則，不但大大降低了日后工作量，在一定程度上降低了磨礦和選別成本，同時使得入選礦物TiO2品位得到了很大程度的提高，在接下來的選別中的選別效率也會相應(yīng)的增加。

3　鈦粗精礦精選試驗(yàn)

對鈦粗精礦進(jìn)行精選試驗(yàn)，可采用以下工藝流程：①單一浮選，在實(shí)驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)，單一浮選并不能達(dá)到預(yù)期的效果，除此之外在浮選過程中因?yàn)楦∵x藥劑的作用，會造成嚴(yán)重的水體污染；②單一強(qiáng)磁選和單一重選，單一重選和單一強(qiáng)磁選選別效果十分相似，單一強(qiáng)磁選參數(shù)比單一重選要稍微好一點(diǎn)；③重選—強(qiáng)磁，重選對粗顆粒鈦礦物具有很好的回收效果，對于細(xì)顆粒鈦礦物分選強(qiáng)磁是相對較好的。因此，鈦粗精礦精選合適流程應(yīng)為“重選—強(qiáng)磁選”聯(lián)合程序。

此次實(shí)驗(yàn)依據(jù)單一強(qiáng)磁選試驗(yàn)中的磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，強(qiáng)磁選段選用一次粗選和一次精選，800mT被粗選磁場強(qiáng)度選用，600mT被精選磁場強(qiáng)度選用；“重選—強(qiáng)磁選”聯(lián)合試驗(yàn)程序示意圖如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

圖2　“重選—強(qiáng)磁選”聯(lián)合流程

Fig2combined gravity-magnetic process

表5　“重選—強(qiáng)磁選”聯(lián)合試驗(yàn)結(jié)果

從表5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出，鈦精礦1和鈦精礦2的平均TiO2品位為47.34%，TiO2回收率為72.15%。中礦主要是連生體，含TiO2品位較高，可考慮把中礦進(jìn)行打磨之后進(jìn)行再選，可以提高精礦產(chǎn)率。因此，該礦石最佳工藝流程確定為“強(qiáng)磁拋尾—重選—強(qiáng)磁選”聯(lián)合流程。

4　結(jié)語

(1)原礦樣的顏色是黃土色，是殘坡積鈦鐵礦的一種，其中TiO2品位是6.89%。在原礦中，鈦鐵礦礦物是鈦的主要來源；鐵的主要來源就是鈦鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦；高嶺土、石英、斜長石是主要脈石。

(2)利用強(qiáng)磁選對有磁性的礦物進(jìn)行篩選，第一項(xiàng)就是進(jìn)行拋尾處理，拋尾率在70%左右，這樣選擇之后的產(chǎn)物中TiO2品位超過了22%，鈦總收回率約在94%左右。

(3)鈦粗精礦精選試驗(yàn)采用 “重選—強(qiáng)磁選”聯(lián)合流程，效果要明顯強(qiáng)于單一重選、單一強(qiáng)磁選、單一浮選流程，又能減少環(huán)境污染，非常符合集約型經(jīng)濟(jì)的要求，有利于可持續(xù)發(fā)展。

[1]劉廣龍，等.金屬鈦資源的提取與應(yīng)用狀況及發(fā)展建議[J].金川科技,2008(1):1-15.

[2]武宏讓.世界鈦應(yīng)用開發(fā)現(xiàn)狀[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2000(6):35-36.

[3]胡克俊.鈦資源開發(fā)及產(chǎn)品利用狀況[J].中國金屬通報(bào),2007(16):34-38.

Class No.:TE823Document Mark：A

(責(zé)任編輯：鄭英玲)

Experimental Study of Processing Titanium From Ilmenite

Liu Jingyu

(Department of Environmental Engineering, Heilongjiang University of Technology, Jixi, Heilongjiang 158100，China)

Aiming at the problems in the processing ilmenite, the paper made a process mineralogy analysis to determined the high intensity magnetic separation process of discarding tailings, and it made a comparison study of the concentration process. The combined gravity-magnetic process to separate technique is adopted to get a better technical indexes, 47.14% of TiO2grade, recovery rate is 72.33% of TiO2.

ilmenite; high intensity magnetic separation discarding tailings; concentration; combined gravity-magnetic process

A

劉靜宇，碩士，講師，黑龍江工業(yè)學(xué)院環(huán)境工程系。研究方向:礦物加工分離技術(shù)。

1672-6758(2016)08-0029-3

TE823