攀西地区钒钛磁铁矿提钛工艺与技术进展术.pdf

S e r i e sN o ．3 7 3 J u l y2 0 0 7 金属矿山 M E 7 n ～LM I N E 总第3 7 3 期 2 0 0 7 年第7 期 攀西地区钒钛磁铁矿提钛工艺与技术进展术 邹建新1 ’2 杨成2 彭富昌1 周建国3 1 ．攀枝花学院；2 ．钒钛材料与复合技术四川省重点实验室；3 ．攀钢集团公司 摘要攀钢集团选钛厂是攀枝花一西昌地区钒钛磁铁矿提钛工艺的代表。分析了选铁尾矿中提钛技术从 2 0 世纪8 0 年代至今的重要工艺和设备的技术创新举措，包括浓缩、分级、脱泥、强磁、重选、电选新设备的利用、粗 选工艺流程优化、微细粒钛铁矿回收等。认为该选钛技术已达到国际先进水平。提出了今后开展高炉渣中提钛、 回收超微细钛铁矿等的研究思路。 关键词钒钛磁铁矿钛铁矿高钛渣钛白 P r o g r e s si nP r o c e s sa I l dT e c h n o l o g yf o rT i t a I l i u mE x t r a c t i o nf n m V - B e a 血gT i t a n o m a g n e t i t eo r ei nP 粕z h m 腑- X i c h a n gR e g i 蛐 Z o uJ i a n x i n l ，2 Y a n gC h e n 9 2P e n gF u c h a n 9 1 Z h o uJ i a n g u 0 3 1 ．凡，如i 眦抵疵“∽2 ．S i 砒u 觎 ，e y 如6 矿惋删i u m 一砌帆i m 讹￡e 矗o b 口蒯c 0 唧∞如i 增死c ∞Z q g y ；3 ．耽，缈昭G r o 印c o ． A b s t r a c tT i t a n i u mC o n c e n t r a t o ro fP a I lS t e e l G r o u pc a nr e p r e s e n tt h et i t a n i u me x t r a c t i o nt e c h n 0 1 0 9 yf o rV B e 撕n g T i t a n o m a g n e t i t eO r ei nP a n z h i h u a X i c h a n gR e g i o n ． T h ep 印e ra n a l y z e st h et e c h n i c a li n n o v a t i o n si nt h ei m p o r t a n tp r o c e s s a n de q u i p m e n tf o rt h et i t a n i u me x 咖c t i o nf 而mi r o nt a i l i n g ss i n c et h ee i g h t i e si n2 0 t hc e n t u r y ，i n c l u d i n gt h ea p p l i c a t i o no f n e we q u i p m e n tf o rt h i c k e n i n g ，c l a s s i f i c a t i o n ，d e s l i m i n g ，h i g hi n t e n s i t ym a g n e t i cs e p 啪t i o n ，g r a v i t ys e p a r a t i o n ，a n de l e c t r i c s e p a m t i o n ，t h eo p t i m i z a t i o no ft h em u g h i n gp T o c e s s ，f i n et i t a n i u mo r er e c o v e r y ，e t c ． I t st i t a n i u ms e p a r a t i o nt e c h n 0 1 0 9 ri s c o n s i d e r e dt or e a c ht h ei n t e m a t i o n a l l ya d v a I l c e d1 e v e l ．T h et h o u g h t so nt h ef u t u r er e s e a r c hf o rt i t a n i u me x t r a c t i o nf 而mb l a s t f u m a c ea n du l t r a 6 n ei l m e n i t ea r e 舀v e n ． K e y w o 州I sV _ b e a r i n gt i t a n o m a g n e t i t e ，I l m e n i t e ，H i g ht i t a n i u ms l a g ，T i t a I l i u md i o x i d e 攀枝花一西昌地区的T i O 储量在2 0 0 0 年前统 计，约占全国的9 0 ％，2 0 0 2 年后河南等地发现大型 金红石钛铁矿后则占全国的8 7 ％，占全球的3 5 ％。 国家先后组织了1 0 0 多家科研院所、大专院校和生 产厂矿对攀西钛资源回收利用进行了攻关。攀钢选 钛厂是攀枝花一西昌地区钒钛磁铁矿提钛工艺技术 进步的代表。先后攻克了从磁选尾矿中回收钛铁矿 的技术，并解决了攀枝花高钙、镁钛精矿应用于钛白 的技术难题。在“七五”、“八五”和“九五”计划期 间，攀枝花钛资源的综合利用连续列入国家重点科 技攻关项目，取得了选钛工艺流程的优化、G L 螺旋 选矿机、微细粒级钛铁矿回收技术、钛精矿品位在线 检测等大量科技成果，使攀钢的选钛回收技术处于 国际先进水平。 1 选铁尾矿提钛工艺与技术 攀钢集团公司选钛厂是从事钛精矿生产的全国 最大的专业化厂家，自1 9 8 0 年投产以来，攀钢一直 与全国各科研院所一道为选钛事业的发展进行着不 懈的开拓，突破了选钛技术的一个又一个难关，优化 了选钛回收工艺，使攀钢选钛厂成为了国内技术最 先进、规模最大的原生钛铁矿选矿厂，其规模已达到 了目前2 5 万∥a 的钛精矿生产能力，占全国钛精矿 产量的1 ／4 。攀西地区钛精矿总产能已达到4 0 万 ∥a ，约占全国的1 ／3 。 1 ．1 选钛技术原设计工艺流程 攀枝花建设之初，国内各有关科研、设计和生产 单位，对从攀钢选矿尾矿中回收钛的问题进行了广 泛的研究，初步形成了强磁选一重选一浮选一电选 的工艺流程，并依据此流程设计建成了攀枝花选钛 试验厂，其工艺流程如图1 所示。 。攀枝花学院预研项目 编号Y 2 0 0 6 0 7 。 邹建新 1 9 6 8 一 ，男，攀枝花学院材料系，教授，6 1 7 0 0 0 四川省攀枝 花市。 7 万方数据 总第3 7 3 期 金属矿山2 0 0 7 年第7 期 1 ．2 钒钛磁铁矿提钛技术的进步 选钛工程投产之初，因工艺流程复杂和物料对 管道、设备磨损严重等问题特点，致使流程不畅。经 过1 9 8 0 一1 9 8 1 年的生产调试，打通了生产流程，生 产出了含二氧化钛4 6 ．2 ％～4 6 ．5 ％的钛精矿，但钛 精矿硫含量超出用户要求的一倍，回收率仅达 8 ．7 2 ％，生产成本高出设计的1 ．7 倍。面对如此现 状，为了让攀枝花钛精矿拥有市场、主导市场，攀钢 走过了用技术进步提高产品产质量，扩大产品市场 占有率的艰辛历程，并通过国家“六五”、“七五”、 “八五”、“九五”攻关，攻克了一个又一个的难关，使 选钛流程更加简单、优化。优化后的流程见图2 。 硫 堕堡堡芝 _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 隔渣 尸1 墅‰丞 o ．3 1 5 m ，严每等气- o 淌 图1 原设计选钛流程 钛精矿尾矿1 图2 优化后的选钛工艺流程 1 ．2 ．1 浓缩、分级、脱泥设备 选钛的浓缩分级脱泥设备主要分为两次阶段性 8 的跨跃。第一阶段是新型高效浓缩分级箱的研制和 成功取代四室水力分级机。设计用于浓缩分级脱泥 的主要设备四室水力分级机作业效果差，耗能 高。攀钢集团钛业公司与攀钢集团矿业公司设计研 究院在“八五”攻关中共同研制成功了新型高效浓 缩分级箱。物料经该机一次性作业便可达到浓缩分 级脱泥的效果，已在选钛厂全面推广应用。 第二阶段是斜板浓缩分级箱的研制和应用。斜 板浓缩分级箱是攀钢集团钛业公司与昆明冶金研究 院共同研制成功的用于选钛准备作业的将物料分成 0 ．0 7 4m m 与一0 ．0 7 4m m 两个级别、沉砂浓度达 3 5 ％以上的浓缩分级脱泥设备。斜板浓缩分级箱的 研制成功，大大提高了浓缩分级的效果，同时为微细 粒级钛铁矿的回收创造了条件。 1 ．2 ．2 强磁设备 选钛工艺流程设计采用西1 5 0 0m m 1 0 0 0m m 湿式笼式永磁强磁机，在生产实践中，由于该强磁机 磁场强度偏低等一系列原因，达不到有效回收钛的 目的。“七五”期间，攀钢与长沙矿冶研究院一道开 展了深入系统的研究，又重新确立了强磁在选钛生 产工艺中的地位。研究结果表明，强磁应配置在重 选之后；在保证电选给矿品位2 6 ．0 0 ％～2 8 ．0 0 ％ 时，强磁与重选配合使用比单独使用重选提高作业 回收率1 0 ％～2 0 ％。 目前在选钛厂生产应用过的强磁设备有长沙矿 冶院研制的s h p 仿琼斯强磁选机、江西赣州冶金研 究所研制的S k n 立环脉动高梯度强磁选机，并正在 试验永磁中场强磁选机用于抛尾。 1 ．2 ．3 重选设备 投产之初，重选采用F L x 一咖6 0 0m m 铸铁螺 旋选矿机和咖1 2 0 0m m 螺旋溜槽，这两种设备存在 可选粒级范围窄、回收率低、处理能力小等缺点。经 国家“八五”、“九五”攻关，攀钢集团钛业公司先后 与广州有色研究院和长沙矿冶研究院合作研制开发 出了较合适的选钛重选设备G L 螺旋选矿机和B L X 耐磨螺旋溜槽。经过几年的生产实践表明，G L 螺旋 选矿机和B L X 耐磨螺旋溜槽有效回收粒级范围变 宽，选别指标好，为简化选钛流程打下了坚实的基 础。 1 ．2 ．4 电选设备 选钛设计之初，电选设备采用的是Y D 一3 型高 压电晕电选机。在生产实践中发现该电选机存在收 率低、作业率低等缺点。“八五”期间选钛厂针对 万方数据 邹建新等攀西地区钒钛磁铁矿提钛工艺与技术进展2 0 0 7 年第7 期 Y p 一3 型高压电晕毫选税在生产中所暴露粥鹣问 题，有针对性的对传动装置和毛刷进行了改造，改造 后的Y D 一3 B 型高压电晕电选机相对原有的Y D 一3 越高压电晕电选机在技术经济指标方面有明显的提 窿。 为了满足选钛扩能的要求，结合攀枝花原生钛 铁矿的分选操作和生产实践，选钛厂与长沙矿冶研 究院在“八五”攻关中借鉴国外电选设备的先进技 术，研制成功了大型、高效、先遴的Y D 3 1 2 ∞一2 3 型 新一代国产电透枧。该税整机结构紧凑，占遣嚣积 小，单机处理能力大，具有比Y D 一3 B 和美网H I P 2 5 2 3 1 2 0 0 烈更优的分选性能。 1 ．2 。5 粗选工艺流程优化 1 原矿准备作韭。隧蓑选铁浓缩分级脱泥、 重选、电选等设备的更新，为选钛流程优化创造了条 件。根据现代浓缩分级脱泥装备水平，通过斜板浓 缩分级箱一次作业后，沉砂便可直接进入G L 一2 c 螺旋送行选舅| l ，大大缩短原矿猴备诈韭，改变过去多 段浓缩分级所带来的一系列弊端。这一点经过多年 科技攻关已形成了成套的科技成果。 2 重选作业。重选流程经过多年的科技攻 关，随着重选及与之配套的强磁设备水平的提高， 确立了蠢前静G 0 螺旋选矿梳全流程或G L 螺旋选 矿机一强磁流程，使选钛粗选的回收率明显提离。 3 浮硫浮钛作业。投产之初，钛精矿S 含量 超标 大于o ．2 0 ％ ，难以满足用户的需要，历经钛 救公司纛多家辩磷院所的多年科技攻关，确立了以 丁基黄药为捕收剂，2 。油为起泡荆、硫酸为调整剂的 浮硫药剂制度，并将最终S 含量稳定在o ．1 8 ％以 下。近年又采用x T 新型浮钛捕收剂进行了工她试 验，取褥了良好效果，试验表骥可取代现生产中的 麓O S 捕收剂H 引。 1 ．2 ．6 微细粒级钛铁矿 无论是过去、现在，选钛的主流程只能有效网收 十0 ．0 7 4m m 粒级，对一O ．0 7 4 黻m 基本上成为尾矿 擞捧。然愿这一部分粒级隧着矿石的深部开采静选 铁的细磨，在总磁尾中金属分布率达6 0 ％，若不充 分有效的回收这一部份钛铁矿，选钛的总回收率上 不去，攀枝花钛资源的利用率将永远处于低谷。 经过国家“七置”、“八五”、‘‘丸五”科技攻关确 立了回收微细粒级钛铁矿的强磁～浮选工艺流程。 在“九五”期间，通过钛业公司与长沙矿冶研究院等 承担单位3 年多的共同努力，形成了微细粒级钛铁 矿圈收的成套技术，开发了其有蠢主知识产权的 R O B 、R 一2 、H o 等高效钛铁矿浮选捕收剂，其技术 处于网际先进，国内领先水平。“九五”攻关在微细 粒级网收技术上取得的重大突破，为回收原不能回 收的占原料中5 0 ％二氧化钛的徽缬粒级镀铁矿奠 定了坚实技术基础，必将大幅度地摊高攀枝花钛资 源的回收利用率。依据该成套技术融经建成投产了 1 条年产2 万t 钛精矿的试生产线和l 条年产4 万t 钛精矿的生产线，对翦8 系列尾矿进行了回收。 1 ．2 。7 主要技术经济指标 钛精矿品位在1 9 8 5 年以后一直稳定在 4 7 ．o o ％以上；选钛回收率 相对进入选钛的磁尾 从1 9 8 0 年的8 ．7 2 ％提高到目前的2 5 ．o o ％，提高了 近3 倍；钛精矿年产爨从1 9 8 0 年的2l ∞l 提高裁 现在的近2 5 万t ；钛精矿成本也在逐年下降，2 0 0 6 年已下降到3 0 0 形t 。由此说明，选钛技术的进步， 极大地促进了攀西钛资源的回收利用，并为中国钛 工业熬发展傲出了蘸大贡献。 2 攀棱花一西昌地区钒钛磁铁矿掇钛技术发展方 向 2 ．1 加强选钛技术创新，提高选钛总回收率 毽髓攀钢钛业公司选钛总回收率仅2 0 。∞％左 右，隧誊矿出进入中深部开采，矿石饿质发生了较大 变化，再加上攀钢对铁精矿的质量要求提高，选矿厂 采取细磨的办法来保证铁精矿质量，从而使得进入 选钛厂的磁尾粒度变细 一2 0 0 耳含蹩由∞％左右 增加至贷％以上 ，燕选一电选流程融严重不适应 原矿性质的变化。因此，研究选钛新工艺、优化并究 善现有工艺，采用先进、高效选矿设备及应用选矿自 动化技术以提高选钛技术水平，提离钛资源的回收 剥用率是“十一五”期闽需解决豹首要闻题。在“十 一五”期间要通过以上技术进步提离整个选厂的技 术经济指标，使选钛总回收率达到3 0 ％以上、钛精 矿成本降至2 5 0 刃t 左右，钛精矿产量达到3 0 万∥ a 以上，为发展钛深加工提供充足的原料保证。选 钛重点辩研发展方向包括强引 1 粗细分选、强磁抛尾技术的开发和应用。 使选钛入选原矿按一定粒度 如2 0 0 目 分级，以发 挥不嗣选别流程的优势；在现有主流程采用强磁抛 尾，大幅度减少进入羹选一电选流程懿量，可敬大幅 度地减少重选、电选设备的台数，降低能源消耗，势 可以提高主流程的回收率； 下转第2 7 页 Q 万方数据 胡志强等歪头山铁矿岩石可爆性研究2 0 0 7 年第7 期 3 矿岩霹爆性分级 矿岩可爆性分级指标公式 ⋯筹卜 m 式中，p y 。为岩体波阻抗，M P a ／s 1 0 ；p 为岩石容 重，∥m 3 ；秽为岩石爆破漏斗体积，m 3 ；七l ，J i } 2 ，而3 分别 为爆破大块率、合格攀、小块率，％。 Ⅳ 6 7 ．2 2 3 8 ．4 4 y K 2 ．0 3 1 n p 口。 ， 1 3 式中，臀为矿岩可爆槛分级指数；y 为爆破漏斗体 积，m 3 ；鬈为爆破块度分布指数。 矿岩爆破块度分布指数公式 K l n I 蒜I ， 1 4 TJ ．b y ，* ．， l 。 式中，露，为大块 3 0 0m m 率，％；东为合格 5 0 一3 ∞m m 率，％；东3 为小块 5 0m m 率，％。 可爆性分级指数公式中的3 个变量确定后，可 爆性指数也就确定了，根据爆破性能分级原则，歪头 潮铁矿1 4 种矿岩的可爆性分级结果如表3 。 4 结论 1 4 种鸯代表性的矿岩的可爆性分析穰1 年多 的现场爆破试验，揭示了该矿矿岩破岩规律，提出了 适合于不问矿岩采场的爆破参数，采场爆破效果明 显得到改善，并为实现采场爆破参数和工艺的标准 讫馋业提供了羹要的理论依据。 表3 歪头山铁矿矿岩可爆憔分级 藉●然铲躺勰陛矿葛碧抗块譬数符号指数月j v级别1 姆。刀。 发 参考文藏 [ 1 ] 商毓山．提高露天矿爆破质缀的方法[ J ] ．中国矿业，2 0 0 3 1 3 1 0 8 ． [ 2 】王隶清。强藏怒瀑技本国内试惩瑷获及壤广翦象[ 1 ] 。矿鼗工 稷，2 0 0 3 5 3 3 * 3 6 ． [ 3 ]槎宝．影响露天矿爆破效果的因素分析[ J ] ．中圈矿业， 2 0 0 0 f 3 ∞- 2 5 ． [ 4 ] 涂春根．提高辫采爆破质鬣的生产实践[ J ] ．金属矿山，2 0 0 2 ＼ 4 3 0 - 3 5 ． 收稿霹期2 0 0 7 筠- 2 7 上接第9 页 2 一1 9 岬钛铁矿的合理回收技术开发。选 钛原矿中一1 9 仙m 的二氧化钛量占全部量的3 0 ％ 左右，回收该部分钛铁矿对提高整个选钛的回收率 意义重大； 3 微细粒级钛铁矿回收工艺的完善和新型高 效、无毒、价廉浮选药剂的研制； 4 浮逸宣动控制系统的研裁； 5 选钛全粒级浮选技术研究； 6 尾矿坝尾矿提钛技术研究。 2 ．2霞对攀露钛产业发浸要求，粕强相关钛资源提 钛技术研究 1 大型砂矿选钛厂工艺技术研究； 2 金红石矿采、选矿工艺技术研究； 3 高炉渣提钛选矿工艺技术研究”j 。 3 结论 攀酉铳钛磁铁矿选钛工业盼发展是依靠技术遴 步的结果。技术进步解决了攀钢钛工业发展的许多 技术难题，提高了攀枝花钛资源的综合利用率，促进 了攀疆乃至中国钛工业的发展。今后攀匿钛工业要 进一步发展壮大，仍然要靠提钛工艺技术进步，特别 是在一些重大技术问题上要取得突破，如超微细粒 级钛铁矿的回收技术、低甄、麓g 矿的生产技术、副 产品的综合利用等。 参考文献 [ 1 ]谢泽君．X 1 ’新烈浮钛捕收剂的工业试验[ J ] ．矿产综合利用， 2 0 0 4 ，2 6 4 2 2 0 5 ． [ 2 】 魏民，落建翻，陈诖一举。裁瓣钛铁矿搪牧剡耱牧性戆积终曩 椒‘理的研究【j ] ．矿冶工程，2 ∞6 ，2 6 2 3 8 _ 4 l 。 [ 3 ]郑刚．攀枝花选钛厂微矿出产线工艺流程优化研究[ J ] ．矿 产综合利用，2 0 0 6 4 1 6 _ 2 0 ． [ 4 】聚俊．孛萤镊钛磁铁矿选矿[ 麓】．梵窳冶金工鼗魄敝柱， 1 9 9 6 ． [ 5 ] 张力，李光强，娄太平，等．高钛渣中钛组分的选择性寓集与 长大[ J 】。金属攀缀，2 ∞2 ，3 8 4 4 ∞4 0 2 ． 收稿日期2 ∞7 一0 5 - 2 0 2 7 万方数据 攀西地区钒钛磁铁矿提钛工艺与技术进展攀西地区钒钛磁铁矿提钛工艺与技术进展 作者邹建新， 杨成， 彭富昌， 周建国， Zou Jianxin， Yang Cheng， Peng Fuchang， Zhou Jianguo 作者单位邹建新,Zou Jianxin攀枝花学院;钒钛材料与复合技术四川省重点实验室， 杨成,Yang Cheng钒钛材料与复合技术四川省重点实验室， 彭富昌,Peng Fuchang攀枝花学院， 周 建国,Zhou Jianguo攀钢集团公司 刊名 金属矿山 英文刊名METAL MINE 年，卷期20077 被引用次数4次 参考文献5条参考文献5条 1.张力;李光强;娄太平 高钛渣中钛组分的选择性富集与长大[期刊论文]-金属学报 200204 2.朱俊士 中国钒钛磁铁矿选矿 1996 3.郑刚 攀枝花选钛厂微矿生产线工艺流程优化研究[期刊论文]-矿产综合利用 200604 4.魏民;谢建国;陈让怀 新型钛铁矿捕收剂捕收性能和作用机理的研究[期刊论文]-矿冶工程 200602 5.谢泽君 XT新型浮钛捕收剂的工业试验[期刊论文]-矿产综合利用 200404 引证文献4条引证文献4条 1.邓传宏.马军二.张国范.冯其明.朱阳戈 水玻璃在钛铁矿浮选中的作用[期刊论文]-中国有色金属学报 20103 2.张国范.王丽.冯其明.欧乐明.卢毅屏 钛辉石与钛铁矿颗粒间相互作用的影响因素[期刊论文]-中国有色金属学报 20102 3.熊堃.文书明.郑海雷 钛铁矿资源加工研究现状[期刊论文]-金属矿山 20104 4.张国范.王丽.冯其明.卢毅屏.欧乐明 钛辉石对钛铁矿浮选行为的影响[期刊论文]-中国有色金属学报 20096 本文链接