采用ZQS高梯度磁选机提高超细粒级(-38 μm)钛铁矿回收效果_王丰雨.pdf

采用ZQS高梯度磁选机提高超细粒级 -38 μm钛铁矿回收效果 王丰雨 1,2,3 杨招君 1,2 罗荣飞 4 谭世国 4 袁祥奕 1,2,3 （1. 广东省资源综合利用研究所， 广东 广州 510651； 2. 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室， 广东 广州 510651； 3. 广州粤有研矿物资源科技有限公司， 广东 广州 510651; 4. 攀钢集团矿业有限公司， 四川 攀枝花 617000） 摘要攀钢集团矿业公司采用 “强磁浮选” 工艺解决了钛回收技术难题， 但是对于-38 μm粒级的钛铁矿回收 率极低。为有效利用钛矿资源， 进一步提高钛铁矿的回收率， 探索了新型ZQS高梯度磁选机对超细粒级 （-38 μm） 钛 铁矿的回收效果， 并对磁选精矿进行浮钛条件试验和全流程试验。结果表明 当新型ZQS高梯度磁选机在给矿 TiO2品位11.47， -38 μm含量为88.89时， 经1次磁选得到的钛精矿TiO2品位可达到20.19， TiO2回收率83.56， 其中-38 μm的粒级回收率达到84.05； 磁选精矿脱硫后再进行1粗4精钛浮选试验， 最终得到TiO2品位46.80， 浮 选作业回收率61.53， 对原矿回收率51.41的钛精矿。新型ZQS高梯度磁选机回收细粒级钛铁矿非常有效， 特别 是对-38 μm超细粒级钛铁矿， 磁选钛精矿TiO2品位和回收率均较高， 为后续浮选提供了良好的给矿条件。 关键词钛铁矿-38 μm超细粒级ZQS高梯度磁选机浮选 中图分类号TD924.1， TD923文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -08-093-05 DOI10.19614/ki.jsks.201908017 Recovery Increase of -38 μm Ultra Fine Ilmenite Using ZQS High Gradient Magnetic Separator Wang Fengyu1,2,3Yang Zhaojun1,2Luo Rongfei4Tan Shiguo4Yuan Xiangyi1,2,32 （1. Guangdong Institute of Resources Comprehensive Utilization, Guangzhou 510651, China;2. State Key Laboratory of Separation and Comprehensive Utilization of Rare Metal, Guangzhou 510651, China;3. Guangzhou Yueyouyan Mineral Resources Technology Co. Ltd., Guangzhou 510651, China;4. The Mining Co. Ltd. of Panzhihua Iron Steel Group, Panzhihua 617000， China） AbstractPanzhihua Group Mining Company adopt the“high gradient magnetic separation flotation”to solve the technology issue of titanium recovery, the recovery of ilmenite below 38μm was extremely low. In order to effectively utilize il- menite resources and further increase the recovery rate of ilmenite, the effect of new ZQS high gradient magnetic separator on the recovery of ultrafine grade -38 μm ilmenite was explored, the flotation condition test and full process test of titanium were also carried out. The results showed that with feeding grade of TiO2is 11.47, -38 μm fraction for 88.89, via one stage magnetic separation conducted by new-type ZQS high gradient magnetic separator, magnetic concentrate with TiO2grade of 20.19, 83.56 recovery was obtained, of which -38 μm fraction grain recovery is 84.05. The magnetic separation concen- trate was subjected to flotation test. Ilmenite concentrate with TiO2grade of 46.80, and 61.53 flotation recovery was ob- tained， recovery to run-of-mine ore is 51.41. ZQS high gradient magnetic separator is very effective in recovering fine- grained ilmenite, especially for -38 μm ultrafine-grained, which has high grade as well as high recovery in the concentrate. KeywordsIlmenite， -38 μm Ultra fine particle， ZQS high gradient magnetic separator， Flotation 收稿日期2019-06-24 作者简介王丰雨 （1978） 男， 主任， 高级工程师。 总第 518 期 2019 年第 8 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 518 August 2019 中国的钛资源储量约占世界钛储量的48， 开采 储量居世界之首， 占世界的64左右。而我国钛铁矿 岩矿以钒钛磁铁矿为主， 分布广泛， 其中攀西地区钛 铁矿资源储量约占国内探明储量的90以上， 居全国 之首， 但攀西钒钛磁铁矿资源难采难选， 开发利用存 在一定困难 ［1-4］。 攀钢集团矿业有限公司是攀西地区钛资源综合 利用的主要原料生产厂， 是全国最大的钛精矿供应 93 ChaoXing 金属矿山2019年第8期总第518期 基地。从1997年起先后利用 “强磁浮选” 技术建成 多条生产线， 为了提高原生钛铁矿回收利用水平， 通 过与科研院所的联合攻关， 突破钛铁矿回收的国内外 技术难题， 逐步完善了 “强磁浮选” 工艺技术， 并取得 巨大成功， 但在钛铁矿的实际选别流程中， 现有高梯 度磁选机不能有效回收-38 μm粒级钛铁矿， 使该粒 级钛铁矿大部分直接进入尾矿中， 造成了资源的巨大 浪费。为有效利用钛矿资源， 进一步提高钛铁矿的综 合回收率， 特别是超细粒级（-38 μm）钛铁矿回收率， 研 究新型强磁选设备与浮选药剂势在必行 ［5-7］。 1矿石性质 试验原料取自攀钢矿业公司某选钛厂被作为尾 矿处理的一级、 二级斜板浓密机和浓缩池的溢流， 原 料主要矿物有钛磁铁矿、 钛铁矿、 硫化物、 钛辉石、 黄 铁矿、 斜长石等， 矿石主要化学成分分析结果如表1 所示， 主要含铁和含钛矿物分布情况如表2所示， 粒 度组成如表3所示。 由表1、 表2可知， 原料中钛铁矿和钛磁铁矿具有 回收价值， 目标回收组分TiO2品位为11.47。 由表3可知， 原料中TiO2集中分布在-38 μm粒 级， 该粒级产率为88.89， 金属分布率为93.89， 目 的矿物嵌布粒度较细， 属超细粒级钛磁铁矿。 2ZQS高梯度磁选机的研制 攀西地区普遍应用立环高梯度强磁机进行钛磁 铁矿的磁选富集， 由于本身结构的原因， 立环高梯度 强磁机存在磁场分布不均匀、 受外力干扰大、 磁感应 强度小等缺点， 使得在分选区域吸附到磁介质上的 钛铁矿在离开磁场时脱落再次进入尾矿中 ［8-10］。广州 粤有研矿物资源科技有限公司等针对立环高梯度强 磁机存在的问题进行了深入研究， 成功研制出了新 型ZQS高梯度磁选机。新型ZQS高梯度磁选机由磁 系及激磁线圈、 分选腔及介质、 清洗部件、 电控部分 等组成， 设备结构见图1。该设备采用圆形线圈结 构， 使得选别空间增大， 且选别空间内磁场分布均 匀， 选别过程中磁介质静止， 减小了外力对被吸附颗 粒的干扰， 使超细粒级 （-38 μm） 钛铁矿更易被磁介 质吸附而不易脱落， 生产过程实现全自动控制。选 别过程没有中矿产生， 精矿品位高。 3试验结果及分析 3. 1磁选条件试验 磁选机背景磁感应强度是影响磁选效果的关键 因素， 找到合适的激磁电流 （背景磁感应强度） 范围， 以使磁选精矿及尾矿的品位达到要求， 并为后续浮 选试验提供良好的给料。激磁电流试验结果如表4 所示。 由表4可知， 随着激磁电流的增加， 背景磁感应 强度不断增大， 磁选尾矿品位存在降低趋势， 而精矿 产率和回收率逐渐升高， 这种现象和理论上是一致 的， 证明ZQS 周期式磁选机的设计符合理论依据。 综合考虑试验指标和设备能耗， 选取激磁电流为800 A， 对应背景磁感应强度为0.522 T， 此时可以获得精 矿TiO2品位20.19， 尾矿TiO2品位3.59， 精矿回收 率83.56的指标。 采用激磁电流条件试验的最佳条件， 进行扩大 连选磁选试验， 生产用于浮选的磁选精矿。获得的 磁选精矿的粒度组成如表5所示。 由表5可以看出， 随着磁选精矿粒度的降低， 新 型ZQS高梯度磁选机对各粒级的回收率不断增加， 表 明该设备对细粒级磁性颗粒的富集回收是非常有效 的， 特别是-38 μm 粒级钛铁矿的回收率达到了 84.05。-38 μm粒级产率达87.62， 磁选精矿各粒 级TiO2品位随粒度变细呈升高趋势。磁选精矿主要 元素TFe含量为21.75、 TiO2含量为20.19、 S含量为 0.830， TFe、 TiO2品位满足浮选要求， 而S含量偏高。 3. 2浮选条件试验 3. 2. 1脱硫硫酸用量试验 硫是影响钛精矿品质的有害元素， 考虑到磁选 94 ChaoXing 王丰雨等 采用ZQS高梯度磁选机回收超细粒级-38 μm钛铁矿2019年第8期 试验精矿中S含量偏高， 这部分硫若不在选钛之前脱 除， 会进入钛精矿中降低精矿质量， 因此， 浮钛试验 前需预先进行脱硫试验， 以降低最终钛精矿中有害 元素S的含量。采用图2流程对磁选精矿进行脱硫 试验， 结果见图3。 由图 3 可知， 随着硫酸用量的增加， 硫精矿 S 回收率先增加后下降， 脱硫试验的目的是最大限 量去除硫， 因此， 回收率是主要指标， 当硫酸用量 为4 500g/t时， S的回收率最大， 此时硫精矿中S品位 为8.35， 脱硫产品S品位为0.03， 脱硫效果良好， 尾矿符合钛浮选入料要求。 3. 2. 2浮钛粗选捕收剂用量试验 在硫酸用量为1 500 g/t、 水玻璃用量为700 g/t条 件下， 对脱硫产品进行浮钛粗选捕收剂BS-1用量试 验， 结果见图4。 由图4可知， 随着捕收剂BS-1用量的增加， TiO2 95 ChaoXing 金属矿山2019年第8期总第518期 品位先上升至最高点之后开始逐渐下降， 回收率在 不断上升。综合考虑TiO2品位和回收率， 确定捕收剂 BS-1用量为4 100 g/t， 此时， TiO2品位为35.67、 回收 率为82.79。 3. 2. 3浮选开路试验 根据条件试验结果， 按图5流程， 将脱硫试验硫 酸用量控制在4 500 g/t、 浮钛捕收剂BS-1总用量控 制在4 300 g/t、 浮钛各阶段硫酸用量比固定为30 ∶ 7 ∶ 6 ∶ 4 ∶ 3， 按照 “脱硫1次粗选4次精选浮钛” 流程进行了 多组开路连选试验， 仅将最终精矿TiO2品位＞46的 试验结果进行统计， 试验数据见表6。 由表6可知， 磁选精矿在不同药剂制度条件下进 行开路连选试验， 其浮选精矿指标差异较大。通过 结果对比得出 ①1 次粗选 4 次精选流程才易获得 TiO2品位＞46的浮选精矿； ②添加水玻璃以加强矿 泥分散对提高浮选精矿质量和回收率有益； ③结合 精矿 TiO2品位和回收率指标， 在浮选试验流程为 “脱硫1次粗选4次精选” 条件下， 药剂制度为脱硫 硫酸用量4 500 g/t、 浮钛硫酸总用量2 500 g/t （各阶 段用量分别为1500、 350、 300、 200、 150 g/t） 、 黄药用量 450 g/t、 水玻璃用量700 g/t、 BS-1用量4 100200 g/t 时， 可以得到结果相对较好的开路试验指标， 此时精 矿TiO2品位47.65， 回收率55.13。 3. 3闭路试验及产品分析 3. 3. 1闭路试验 按照开路试验确定的最佳药剂制度， 按图6流程 进行全流程闭路连续试验， 结果见表7。 TiO2品位20.19的磁选精矿给入浮选， 脱硫后 经 1 粗 4 精浮钛流程， 最终获得的钛精矿 TiO2品位 46.80， 作业产率26.65， 作业回收率61.53。 3. 3. 2闭路试验产品分析 随浮选钛精矿进行化学成分分析， 结果见表8。 将浮选精矿、 浮选尾矿进行筛分分析， 结果见表9。 由表8、 表9可知 浮选精矿TFe品位为33.74； 精矿-38 μm含量为91.28， 30 μm粒级TiO2品位均 在48.50以上， -30 μm粒级品位相对较低； 从尾矿 筛析结果看， 随粒度变细， 各粒级TiO2品位逐渐升高。 4结论 （1） 新型 ZQS 高梯度磁选机对-38 μm 超细粒 级 钛 铁 矿 回 收 效 果 明 显 ，当 给 矿 TiO2品 位 11.47， -38 μm含量达到88.89时， 经1次磁选得到 的精矿TiO2品位可达到20.19， TiO2回收率83.56， 其中-38 μm粒级的回收率达到84.05， 证明此设备 回收-38 μm超细粒级钛铁矿具有精矿品位高、 回收 率高的特点。 （2） 通过新型ZQS高梯度磁选机得到的磁选精 矿 （TiO2品位20.19、 -38 μm粒级产率87.62） 在浮 选试验流程为 “脱硫1次粗选4次精选” 条件下， 得到 的钛精矿TiO2品位46.80， 作业产率26.65， 回收率 96 ChaoXing 51.41， 表明浮选回收超细粒钛铁矿是可行的， 同时 新型捕收剂BS-1对超细粒级钛铁捕收效果明显。添 加水玻璃对提高浮选精矿质量和回收率有益， 表明 加强矿物的分散、 防止矿物团聚是十分有必要的。 （3） 因磁选精矿粒度过细， 致使浮选试验过程中 每段作业的时间均较常规钛铁矿浮选时间长， 回收 超细粒钛铁矿难度大， 需要进一步加强浮选设备及 其微气泡发生装置和新型浮选药剂的研究工作。 参 考 文 献 薛亚洲， 王雪峰， 王海军， 等.攀西地区钒钛磁铁矿资源综合利用 的思考 ［J］ .中国国土资源经济， 2017， 30 （4） 9-13. 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