攀西某釩鈦鐵精礦提質(zhì)技術(shù)研究①

陳福林， 文永才， 王志杰， 黃 延， 黃立雨， 李 碩

（1.攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室，四川 攀枝花 617000； 2.攀鋼集團(tuán)新白馬礦業(yè)有限責(zé)任公司，四川 攀枝花 617000）

鋼鐵工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，為我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)[1-2］。 釩鈦磁鐵礦以富含釩、鈦為特征，主要分布于攀枝花-西昌地區(qū)，該區(qū)累計探明釩鈦磁鐵礦資源量占我國同類型礦產(chǎn)95%以上，占全國鐵礦總儲量15%以上[3-7］。 利用釩鈦磁鐵礦鐵精礦生產(chǎn)生鐵的主體流程為采礦-選礦-燒結(jié)（球團(tuán)）-高爐冶煉[1-2，8］。 釩鈦磁鐵礦鐵精礦富含TiO2，導(dǎo)致入爐爐料TFe 品位不高，且高爐冶煉過程中影響鐵水、爐渣黏度，造成渣鐵分離困難[8］。 長期以來，利用釩鈦磁鐵礦鐵精礦煉鐵的入爐TFe 品位遠(yuǎn)低于普通鐵礦石，造成了煤焦等燃料量和能耗偏高，推高了煉鐵成本，影響了企業(yè)的競爭能力[8-10］。 降低釩鈦鐵精礦中雜質(zhì)含量、提高TFe 品位有利于降低高爐煉鐵燃料比、能耗和碳排放量。 本文以攀西某釩鈦鐵精礦為研究對象，在工藝礦物學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行了實驗室提質(zhì)試驗，以降低雜質(zhì)含量、提高TFe 品位。

1 試驗原料

試驗原料采自四川攀枝花某選礦廠，礦樣化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。 由表1 可知，礦樣主要有價成分為Fe 和V2O5，影響鐵精礦TFe 品位的主要脈石成分為TiO2、SiO2、Al2O3、MgO。

表1 礦樣化學(xué)成分分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

礦樣礦物組成見表2，鈦元素賦存狀態(tài)見表3。 礦樣中脈石主要為綠泥石、蛇紋石、鎂鋁尖晶石和粒狀鈦鐵礦等；鈦鐵礦（客晶）及鎂鋁尖晶石（客晶）以網(wǎng)格狀、針狀、絮狀、細(xì)脈狀和條帶狀鑲嵌于鈦磁鐵礦基底，粒度普遍小于5 μm，形成特有的釩鈦磁鐵礦固熔體結(jié)構(gòu)；橄欖石、綠泥石等脈石多呈粗粒且普遍與鈦磁鐵礦連生。

表2 礦樣礦物組成及含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

表3 鈦元素賦存狀態(tài)分析結(jié)果

2 實驗室提質(zhì)試驗

2.1 預(yù)先分級粒度對產(chǎn)品指標(biāo)的影響

礦樣脫磁后，采用篩分法對礦樣進(jìn)行預(yù)先分級，預(yù)先分級粒度對礦樣粗、細(xì)粒產(chǎn)品產(chǎn)率、TFe 品位及主要脈石組分的影響見表4。 由表4 可知，經(jīng)預(yù)先分級，粗粒級產(chǎn)品和細(xì)粒級產(chǎn)品的TFe 品位和SiO2＋Al2O3＋MgO含量差異明顯；隨著分級粒度變細(xì)，各粒級粗、細(xì)產(chǎn)品的TFe 品位和SiO2＋Al2O3＋MgO 含量差異呈收窄趨勢。

表4 預(yù)先分級粒度對產(chǎn)品指標(biāo)影響

2.2 粗粒級產(chǎn)品磨礦-磁選試驗

以0.074 mm 分級粗粒級產(chǎn)品為研究對象，采用圖1所示流程進(jìn)行磨礦-磁選試驗，磁選設(shè)備為SXCT0503高頻諧波磁場磁選機(jī)150 mT 和250 mT 各1 臺，磨礦細(xì)度對試驗結(jié)果的影響見表5。 由表5 可知，粗粒級產(chǎn)品經(jīng)磨礦-磁選，TFe 品位顯著提高；隨著磨礦細(xì)度提高，精礦產(chǎn)率、TFe 回收率和SiO2＋Al2O3＋MgO 含量逐漸降低，精礦TFe 品位逐漸升高；精礦TiO2品位隨磨礦細(xì)度變化不大。

圖1 粗粒級產(chǎn)品磨礦-磁選試驗流程

表5 粗粒級產(chǎn)品磨礦-磁選試驗結(jié)果

2.3 細(xì)粒級產(chǎn)品磁選試驗

采用圖2 所示流程對細(xì)粒級產(chǎn)品進(jìn)行磁選試驗，磁選設(shè)備為SXCT0503 高頻諧波磁場磁選機(jī)150 mT和250 mT 各1 臺，試驗結(jié)果見表6。 由表6 可知，經(jīng)兩段磁選，可使細(xì)粒級產(chǎn)品TFe 品位提高0.88 ～1.37個百分點；隨著分級粒度變細(xì)，精礦產(chǎn)率、精礦TFe 作業(yè)收率和SiO2＋Al2O3＋MgO含量逐漸降低，精礦TFe品位、尾礦TFe 品位和精礦鐵金屬損失率逐漸升高；精礦TiO2品位小幅變動，即使－0.038 mm 細(xì)粒級產(chǎn)品采用磁選也難使TiO2含量降低。

圖2 細(xì)粒級產(chǎn)品磁選試驗流程

表6 細(xì)粒級產(chǎn)品磁選試驗結(jié)果

2.4 綜合試驗

綜合表5 及表6 數(shù)據(jù)，采用脫磁-預(yù)先篩分分級（0.074 mm）-粗粒級再磨（－0.074 mm 粒級占92.85%）-磁選-細(xì)粒級磁選的分磨分選工藝進(jìn)行試驗，試驗流程見圖3，結(jié)果匯總于表7。 由表7 可知，采用脫磁-預(yù)先篩分分級（0.074 mm）-粗粒級再磨（－0.074 mm 粒級占92.85%）-磁選-細(xì)粒級磁選的分磨分選工藝，可獲得產(chǎn)率91.72%、TFe 品位59.02%、TFe 回收率96.96%的提質(zhì)總鐵精礦，TFe 品位提高了3.19 個百分點，SiO2＋Al2O3＋MgO 含量降低了3.91 個百分點，尾礦產(chǎn)率8.28%、TFe 品位20.50%；無論細(xì)粒級產(chǎn)品磁選，還是粗粒級產(chǎn)品細(xì)磨后磁選，皆不能使TiO2含量降低；在圖3 的粒度和分選條件下，總鐵精礦SiO2＋Al2O3＋MgO 含量達(dá)7.03%；樣品中鈦磁鐵礦與鈦鐵礦（客晶）和鎂鋁尖晶石（客晶）的特殊結(jié)構(gòu)決定了其TiO2和SiO2＋Al2O3＋MgO 難以深度脫除。

圖3 脫磁-粗細(xì)分磨分選試驗流程

表7 脫磁-粗細(xì)分磨分選試驗結(jié)果

3 結(jié)論

1） 影響該釩鈦鐵精礦品質(zhì)的化學(xué)成分主要為TiO2、SiO2、Al2O3和MgO，礦樣主要脈石礦物為綠泥石、蛇紋石、鎂鋁尖晶石及鈣長石，粗粒級脈石多與鈦磁鐵礦連生，細(xì)粒級脈石少且以單體為主。

2） 采用脫磁-預(yù)先篩分分級-粗粒級再磨-磁選-細(xì)粒級磁選的分磨分選工藝，可使精礦TFe 品位提高3.19個百分點、SiO2＋Al2O3＋MgO 含量降低3.91 個百分點。

3） 鈦鐵礦（客晶）及鎂鋁尖晶石（客晶）以格片狀、細(xì)脈狀、條帶狀、網(wǎng)格狀及針狀鑲嵌于鈦磁鐵礦基底，形成鈦磁鐵礦特有結(jié)構(gòu)，造成了礦樣中TiO2、SiO2、Al2O3、MgO 難以深度脫除。