安康某釩鈦磁鐵礦工藝礦物學(xué)研究及可選性分析

劉福源，劉 毅

(陜西延長(zhǎng)石油中陜金屬礦業(yè)有限公司，陜西 西安 710000)

陜西安康地區(qū)釩鈦磁鐵礦資源豐富，主要分布于石泉兩河--紫陽(yáng)高橋--嵐皋官元--鎮(zhèn)坪妖魔巖一帶，長(zhǎng)約130km，處于中國(guó)秦嶺釩鈦磁鐵礦成礦帶的核心部位，成礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦床（點(diǎn)）十余處，初步查明鈦磁鐵礦石總量為約4億噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量在20億噸以上[1]。由于該釩鈦磁鐵礦鐵品位低，選冶技術(shù)研究尚待突破，目前沒有大規(guī)模開發(fā)利用[2]。本文以安康地區(qū)某釩鈦磁鐵礦礦石為研究對(duì)象，開展了工藝礦物學(xué)研究，查明了礦石的化學(xué)成分、礦物組成及主要礦物的產(chǎn)出形式，并對(duì)礦石的可選性進(jìn)行了試驗(yàn)和分析，研究結(jié)果可為該礦的開發(fā)利用提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 原礦性質(zhì)

1.1 礦石的化學(xué)成分及礦物組成

對(duì)礦石進(jìn)行多項(xiàng)分析，結(jié)果見表1。

表1 礦石的化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果

結(jié)果表明，礦石主要金屬成分為Fe、Ti和V，其含量分別為TFe21.10%和TiO27.63%，V2O5為0.18%，堿性系數(shù)（CaO＋MgO）/(SiO2+Al2O3)=0.24，屬于含硫低品位酸性含鈦磁鐵礦礦石。礦石經(jīng)鏡下鑒定、X射線衍射分析研究表明，主要金屬礦物是鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，脈石礦物種類繁多（見圖1和表2）。

圖1 礦石中脈石X射線衍射分析圖譜

1.2 主要礦物的產(chǎn)出形式

（1）鈦磁鐵礦。自形、半自形等軸粒狀，呈稀疏～星散浸染狀構(gòu)造，粒度一般介于0.1mm～0.5mm之間，晶體內(nèi)部鈦鐵礦微片晶不十分發(fā)育。根據(jù)掃描電鏡分析（圖2），總體來看，礦石中鈦磁鐵礦（M）呈不規(guī)則的云霧狀交代殘余分布在榍石（Le）中（圖1、2），極少構(gòu)成集合體。

為查明鈦磁鐵礦的化學(xué)成分，采用掃描電鏡對(duì)其進(jìn)行了能譜微區(qū)成分分析，結(jié)果列于表3。

從表3可以看出，礦石中鈦磁鐵礦的化學(xué)成分較為穩(wěn)定，折算平均含鐵58.38%，鈦磁鐵礦含TiO2平均12.34%，由于其內(nèi)部鈦鐵礦微片晶并不多見，各掃描點(diǎn)均未發(fā)現(xiàn)接近鈦鐵礦理論成分的峰值，因此可以認(rèn)為鈦主要是以類質(zhì)同像的形式賦存于鈦磁鐵礦中，如采用磁選工藝選鐵，這部分TiO2將隨同鈦磁鐵礦一起進(jìn)入鐵精礦。

表2 礦物組成及相對(duì)含量/%

圖2 鈦磁鐵礦（M）呈不規(guī)則的云霧狀交代殘余分布在榍石（Le）中

表3 鈦磁鐵礦能譜微區(qū)分析結(jié)果

（2）鈦鐵礦。根據(jù)掃描電鏡分析（圖3），鈦鐵礦呈自形、半自形板片狀或不規(guī)則粒狀，像鈦磁鐵礦一樣，礦石中鈦鐵礦亦多呈浸染狀嵌布在脈石中（圖1、2）。鈦鐵礦的粒度略為細(xì)小。除少數(shù)粗者可至0.4mm左右外，普遍介于0.04mm～0.3mm之間，蝕變的強(qiáng)度和廣泛程度明顯低于鈦磁鐵礦，大多較為新鮮。

圖3 鈦鐵礦（Il）嵌布在發(fā)生較強(qiáng)烈榍石化（Le）的鈦磁鐵礦（M）集合體中

（3）金屬硫化物。金屬硫化物主要是黃鐵礦，偶見黃銅礦和磁黃鐵礦，礦物顆粒較小，自形程度較差，粒度0.03mm～0.15mm不等，常呈不規(guī)則的蛇曲狀沿鈦磁鐵礦或鈦鐵礦邊緣及粒間充填，呈包裹狀分布，在部分鈦鐵礦或含鈦磁鐵礦的顆粒中也包裹有黃鐵礦顆粒。

2 可選性分析

根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，可選性試驗(yàn)主要考慮選礦回收礦石中的鐵資源和鈦資源[2]，總體思路同攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦工藝路線相似，采用弱磁選鐵，磁選尾礦再經(jīng)強(qiáng)磁-重選選鈦工藝試驗(yàn)[3]。

2.1 選鐵試驗(yàn)

由于絕大部分鈦磁鐵礦已發(fā)生不同程度的蝕變，使礦物粒度細(xì)化，經(jīng)詳細(xì)的細(xì)度及磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)后，制定并開展了細(xì)磨—選鐵流程（圖4）和粗磨—弱磁選—磁選柱選鐵流程（圖5）試驗(yàn)。采用流程獲得的鐵精礦品位分別為51.22%和48.76%，品位均太低，參照攀枝花的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，鐵精礦品位應(yīng)達(dá)到54%以上，同時(shí)也沒有達(dá)到目前市場(chǎng)合格精礦品位的要求。

圖4 細(xì)磨-選鐵流程數(shù)質(zhì)量流程圖

圖5 粗磨—弱磁選—磁選柱選鐵流程數(shù)質(zhì)量流程圖

2.2 選鈦試驗(yàn)

圖6 強(qiáng)磁選—搖床選鈦流程數(shù)質(zhì)量流程圖

圖7 強(qiáng)磁選—溜槽—搖床選鈦流程數(shù)質(zhì)量流程圖

為了綜合利用礦石中的鈦鐵礦，首先進(jìn)行了磨礦—弱磁選—強(qiáng)磁選—搖床選鈦流程試驗(yàn)，原礦磨細(xì)到-200目82%的粒度，在1100奧斯特和900奧斯特的磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下，經(jīng)過一次弱磁粗選和一次弱磁精選，弱磁選尾礦給入濕式高梯度強(qiáng)磁選設(shè)備，得到的粗鈦精礦采用搖床進(jìn)行分選，搖床一次選別得到部分鈦精礦，一段搖床的中礦采用搖床再選，一段搖床精礦和二段搖床再選得到的精礦合并為最終鈦精礦，數(shù)質(zhì)量流程見圖6所示。為了探索進(jìn)一步提高鈦精礦品位的可能性，在不改變磨礦細(xì)度的條件下，進(jìn)行了磨礦—弱磁選—強(qiáng)磁選—溜槽—搖床流程的試驗(yàn)，數(shù)質(zhì)量流程見圖7所示。

從選鈦流程試驗(yàn)可以看出，采用強(qiáng)磁選—搖床流程，得到的弱磁選鐵精礦產(chǎn)率為15.15%，鐵精礦品位為47.19%，鐵精礦中TiO2含量為13.57%，得到的最終鈦精礦產(chǎn)率為5.24%，品位為41.36%；采用強(qiáng)磁選—溜槽—搖床流程，得到的最終鈦精礦產(chǎn)率為3.31%，品位為42.58%，鈦精礦品位提高了1.22%。

3 結(jié)論

①工藝礦物學(xué)研究表明，礦石具稀疏～星散浸染狀構(gòu)造，鈦磁鐵礦和鈦鐵礦均已發(fā)生較強(qiáng)烈的蝕變，造成粒度變細(xì)，與脈石礦物之間的鑲嵌關(guān)系更加復(fù)雜，即使細(xì)磨也很難充分解離，預(yù)計(jì)通過機(jī)械選礦工藝欲獲得較高品位鐵精礦和鈦精礦難度較大。②鈦磁鐵礦平均含鐵58.38%，即為采用單一弱磁選工藝分選礦石中鐵礦物時(shí)鐵精礦的理論品位，實(shí)際選鐵作業(yè)難以實(shí)現(xiàn)，選鐵可選性試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度在-400目95%下獲得鐵精礦較高的品位才達(dá)到51.22%，以鐵精礦為目標(biāo)的利用途徑較為困難。③鈦鐵礦晶體粒度較鈦磁鐵礦略為細(xì)小，選鈦可選性試驗(yàn)獲得鈦精礦較高的品位為42.58%，但鈦鐵礦蝕變程度相對(duì)較低，提升精礦品位尚有空間，后續(xù)拋尾、脫泥及浮選試驗(yàn)研究是回收鈦和提高鈦精礦品位的努力方向。