國外某高品位釩鈦磁鐵礦綜合回收選礦試驗研究

羅榮飛

(攀鋼集團礦業(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、俄羅斯、加拿大、南非、挪威、美國、芬蘭、巴西等國，有價元素主要是鐵、釩、鈦。目前，國內外針對釩鈦磁鐵礦資源的利用是先對礦石進行分選，獲得釩鈦磁鐵精礦和鈦鐵礦精礦兩種產(chǎn)品，然后再對其產(chǎn)品進行深加工利用[1～2]。中國釩鈦磁鐵礦資源雖然豐富，但原礦中平均地質品位均不高，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]，若要獲得高品質鐵、鈦精礦則需要采用較復雜的選礦工藝和較高的選礦成本。此次研究的對象來自非洲某國的原生釩鈦磁鐵礦，主要目的是探索該原料通過選礦試驗所獲得選礦指標和較佳的工藝流程，為綜合回收釩鈦磁鐵礦研究和應用提供可靠的技術支撐。

1 礦石性質

原礦化學多元素分析結果見表1。

表1 原礦化學多元素分析結果(%)

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

從礦物組成上看，主要金屬礦物為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，釩主要以類質同象富集在鈦磁鐵礦中，試驗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、斜長石、石英、碳酸鹽礦物等。

2 選礦試驗方案

目前，國內外針對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)——強磁選(選別細粒)——強磁精礦浮選聯(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)“含釩磁鐵礦是強磁性礦物，鈦鐵礦是弱磁性礦物，但比重較大”的礦石性質和同類資源的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，此次試驗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強磁-浮選為主。

3 試驗結果與討論

3.1 選鐵試驗

根據(jù)小型探索性試驗結果，結合釩鈦磁鐵礦選鐵經(jīng)驗[6～8]，為確定合適的工藝參數(shù)，采用了階段磨礦-階段磁選的工藝對該原礦進行試驗，包括磨礦細度、磁場強度等條件試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見表2。

圖1 原礦兩段磨礦-兩段弱磁選選鐵試驗流程

表2 原礦兩段磨礦-兩段弱磁選選鐵試驗結果(%)

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30.19%、25.19%，鈦在磁尾中得以有效富集。

3.2 選鈦試驗

3.2.1 磁尾重選選鈦試驗結果

——一段磁尾重選選鈦試驗結果。將一段磁尾(-74μm占49.40%)采用刻槽搖床進行重選選鈦試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見表3。

圖2 一段磁尾搖床重選選鈦試驗流程

表3 一段磁尾搖床重選選鈦試驗結果(%)

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指標。一段搖床選別后搖床中礦再選流程選鈦指標相對更好，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結果。將二段磁尾采用刻槽搖床進行重選選鈦試驗。考慮到細磨對提高鐵精礦品位有益，但會對重選回收鈦鐵礦的指標有較大影響，同時二段尾礦中TFe品位較高，進入選鈦流程可能降低鈦精礦產(chǎn)品質量，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度-74μm含量54%和82%兩個條件進行二段磁選，尾礦作為二段重選選鈦原料，探索磨礦細度對重選選鈦的影響，并在選鈦前增加一段除鐵工藝，場強控制在0.12T，除鐵產(chǎn)品作為副產(chǎn)品次鐵精礦。試驗流程見圖3，試驗結果見表4。

圖3 二段磁尾除鐵-搖床選鈦試驗流程

表4 二段磁尾除鐵-搖床選鈦試驗結(%)

二段磨礦細度產(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100.0025.09100.0035.47

由表4可知，二段磁尾搖床選鈦試驗可得到TiO2品位大于47%的精礦，但二段磨礦粒度過細明顯降低了尾礦選鈦的回收率。同時，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磁-浮選選鈦試驗結果

雖然搖床重選選鈦試驗可以達到較好指標，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TiO2品位均在22%以上，表明重選法鈦金屬損失主要在細粒部分。因此，將一、二段搖床綜合尾礦作為“SLON強磁-浮選”試驗原礦，在開展強磁磁場強度和浮選藥劑制度等條件試驗基礎上進行流程試驗[9-10]，試驗流程見圖4，試驗結果見表5。

圖4 重選綜合尾礦強磁-浮選選鈦試驗流程圖

表5 重選綜合尾礦濕式強磁-浮選選鈦試驗結果(%)

流程產(chǎn)品產(chǎn)率TiO2品位TiO2回收率SLON強磁強磁精礦75.5028.9093.49強磁尾礦24.506.206.51合計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100.0028.90100.00

由表5可看出，搖床綜合尾礦通過“SLON強磁-浮選”選鈦，SLON強磁作業(yè)可將原礦TiO2品位從23.34%提高到28.90%，作業(yè)回收率達93.90%，尾礦品位6.20%，強磁拋尾效果較好；浮選作業(yè)精礦TiO2品位亦可達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。結合重選選鈦試驗結果，證明該釩鈦磁鐵礦選礦選擇適宜的磨礦細度時，要兼顧鐵精礦和鈦精礦的產(chǎn)品需求。

3.3 試驗原礦“選鐵-選鈦”數(shù)質量流程及產(chǎn)品化

學多元素分析結果

根據(jù)上述流程試驗較佳結果，試驗原礦“選鐵-選鈦”數(shù)質量流程見圖5，試驗鐵精礦、鈦精礦(搖床鈦精礦)化學多元素分析結果見表6。

由圖5、表6可看出，試驗原礦采用兩段磨礦-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、鈦精礦化學多元素分析結果(%)

圖5 試驗原礦“選鐵-選鈦”數(shù)質量流程圖

4 結語

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

價值較高。

——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%。試驗為綜合回該收釩鈦磁鐵礦研究和應用提供了可靠的技術支撐。