河北某钛铁矿选矿试验研究.pdf

l O 有色金属 选矿部分 2 0 0 8 年第4 期 河北某钛铁矿选矿试验研究 刘万峰1 ，于梅花2 ，滕根德3 1 ．北京矿冶研究总院矿物加．Y - - 科学与技术国家重点实验室，北京1 0 0 0 4 4 ；2 ．广西大学物理学 院，南宁5 3 0 0 0 4 ；3 ．山东黄金矿业股份有限公司沂南金矿，山东临沂2 7 6 0 0 0 摘要在试验室条件下对钛铁矿进行了试验研究，采用摇床重选一浮选联合工艺，获得了较好的选矿指标。 钛精矿T i 0 2 品位4 5 ．5 3 ％，回收率为6 8 ．7 8 ％。 关键词钛铁矿；摇床；浮选；选矿试验 中图分类号T D 9 5 1 ．1 ；T D 9 5 2 ．7文献标识码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 0 8 0 4 - 0 0 1 0 - 0 5 该钛铁矿位于河北省承德市境内，属高磷低硫 贫矿，T i O 品位为7 ．3 1 ％。针对此矿石特点，作者 对该矿石进行了摇床重选一浮选联合工艺研究。采 用该选矿工艺，可以获得T i O 品位为4 5 ．5 3 ％、回 收率为6 8 ．7 8 ％的钛精矿。为开发利用该资源提供 了技术保障。 1矿石性质 1 ．1 主要化学成分分析及物相分析 原矿的主要化学成分分析结果见表1 ，钛物相 分析结果见表2 。 表l原矿主要化学成分分析结果 T a b l e1T h ec h e m i c a la n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n e o r e％ 化学成分T i 0 2 质量分数7 ．3 1 T F eC a O M s oA 1 2 0 ,N a 2 0 K 2 0 2 4 ．2 1 5 ．2 69 ．0 5 1 ．3 20 ．0 7 90 ．0 4 5 V 2 0 5PSM nA s *S i 0 2 O ．0 7 21 ．2 00 ．O l80 ．3 6 O ，0 0 53 8 ．4 2 化学成分C o * 质量分数 o ．0 0 5 * I C P 分析结果 表2 原矿中钛的化学物相分析结果 T a b l e2T h ec h e m i c a lp h a s ea n a l y s i sr e s u l t so ft i t a n i u m m i n e r a lo fr u n - o f - m i n eo r e％ 钛物相钛铁矿中的钛磁性铁中的钛金红石中的钛硅酸盐巾的钛总钛 含量6 9 80 9 0 5 f i 0 5 0 ．2 67 2 9 5 占有率9 5 ．6 80 1 70 6 93 ．5 61 0 0 0 1 ．2 矿物组成 矿石的矿物种类较少，矿石中的钛、铁、磷等 元素主要以独立矿物存在。钛的独立矿物主要为钛 收稿日期2 0 0 8 - 0 2 1 8 作者简介刘万峰 1 9 7 7 一 ，男，河北武强人，矿物工程设计研究所工程师。 铁矿及极少量的金红石；铁矿物主要为磁铁矿、赤 铁矿，尚有微量的含钒钛的磁铁矿及褐铁矿和黄铁 矿等；磷的矿物主要为氟磷灰石；主要的脉石矿物 为辉石、角闪石，少量的橄榄石、绿泥石、斜长 石、蛇纹石及微量的黑云母、榍石等。 1 ．3 矿石中主要金属矿物嵌布特征 1 ．3 ．1 钛铁矿 钛铁矿是矿石中主要的含钛矿物，也是主要回 收对象。钛铁矿多以不规则粒状嵌布在脉石矿物 中，常见其沿脉石晶粒间隙充填形成海绵晶铁结 构；少量细粒、微细粒钛铁矿星散分布在脉石矿物 中；钛铁矿常与紧密共生的细粒、微细粒磁铁矿和 赤铁矿的集合体紧密共生，形成部分镶边结构、包 含结构及复杂的共生关系等，也可见磁铁矿和赤铁 矿的集合体以包裹体的形式赋存在钛铁矿中；有时 磁铁矿和赤铁矿的集合体沿钛铁矿晶粒裂隙间隙充 填；通过扫描电镜可以看到钛铁矿与磁、赤铁矿的 集合体形成的网格状结构；常见圆粒状磷灰石与钛 铁矿呈简单的共生关系。钛铁矿的粒度一般在 0 ．0 4 3 0 ．4 1 7 m m 。 1 ．3 ．2 磁铁矿 矿石中主要的铁矿物，旌变的赤铁矿常沿磁铁 矿晶粒间隙交代形成微细庭形状、网格状及不规则 状的磁铁矿和赤铁矿的焦合体。集合体多以细粒、 微细粒的不规则粒状沿钫铁矿边缘呈镶边、包含结 构等，常见细粒、微细粒包裹体形式星散分布在脉 石矿物中，也可见磁铁矿嵌布在脉石中的链状结 构，有时可见微细网脉状的磁铁矿嵌布在脉石矿物 中，偶尔可见磁铁矿的自形晶结构。常见磁铁矿沿 万方数据 2 0 0 8 年第4 期刘万峰等河北某钛铁矿选矿试验研究 l l 磷灰石晶粒边缘形成镶边结构，一般这种结构的磁 铁矿的边宽在5 斗m 。矿石中磁铁矿和赤铁矿共生 的集合体的粒度偏细，与脉石解离困难。磁铁矿和 赤铁矿集合体的粒度一般在0 ．0 1 5 ～0 ．0 7 4 r a m 。 1 ．3 ．3 赤铁矿 赤铁矿是矿石中常见的铁的氧化物之一，常沿 磁铁矿晶粒间隙交代形成微细的针状、菱形格状、 平行状等，赤铁矿与磁铁矿的嵌布关系密切，多形 成赤铁矿与磁铁矿的复杂集合体。赤铁矿的粒度一 般在0 ．0 0 1 - 4 ．0 5 m m 。 1 ．3 ．4 假象赤铁矿 矿石中的假象赤铁矿量较少，假象赤铁矿是由 磁铁矿氧化蚀变而成，主要嵌布在磁铁矿的裂隙及 边缘，常呈现镶边结构，一起以集合体形式嵌布在 脉石中。假象赤铁矿的粒度范围在0 ．0 0 2 。0 ．1 5 m m 。 1 ．3 ．5 含钒、钛的磁铁矿 含钒、钛磁铁矿主要以细粒、微细粒的圆粒状 和不规则粒状嵌布在脉石矿物中，有时也与磁铁矿 和赤铁矿的集合体共生；偶尔可见含钒钛的磁铁矿 在钛铁矿中呈叶片状、微细粒状的包裹体产出，扫 描电镜能谱分析结果表明，钒在其中分布不均匀。 含钒钛的磁铁矿的粒度一般在0 ．0 0 2 ～0 ．0 2 m m 。 1 ．3 ．6 黄铁矿、褐铁矿 黄铁矿是该矿石中硫的主要矿物，多以极细小 的圆粒状包裹体嵌布在钛铁矿、磁铁矿及脉石中， 与磁铁矿的共生关系相对密切，其含量很少，仅为 0 ．0 3 ％。黄铁矿的粒度大多小于5 p L m 。褐铁矿常 以不规则状、脉状嵌布在脉石中，是矿石中的次要 矿物，粒度一般为5 0 1 x m 。 2 选矿工艺研究 2 ．1 摇床重选试验 在不同磨矿细度条件下，进行摇床重选抛废试 验，试验结果见图1 。由试验结果可知，随着磨矿 细度的增加，摇床精矿的T i O 品位与回收率均增 加，但当磨矿细度一7 4 1 山m 占6 5 ％后再增加时，摇 床精矿的T i O 回收率降低，因此确定磨矿细度 一7 4 1 x m 占6 5 ％。 2 ．2 浮选试验 原矿在磨矿细度为一7 4 1 山m 占6 5 ％条件下进行 重选，生产摇床精矿，然后对摇床精矿进行浮选试 验研究，以便提高钛精矿T i O 品位。 2 ．2 ．1 调整剂用量试验 采用B K 5 1 5 作调整剂，试验流程见图2 ，试验 5 56 06 57 07 58 08 5 磨矿细度／一7 4 p ．m ％ 图1 摇床重选磨矿细度试验结果 、F i g ．1 T h eg r i n d i n gf i n e n e s sr e s u l t so ft a b l i n gt e s t UZ U U4 0 0 6 0 0 8 U Ul U O U B K 5 1 5 用量， g t - 1 图3B K 5 1 5 用量试验结果 F i g ．3T h er e s u l t so fB K 51 5d o s a g et e s t 2 ．2 ．2 硫酸用量试验 钛铁矿在酸性条件下浮选效果较好，因此进行 了浮选作业硫酸用量试验。硫酸用量试验是在摇床 精矿在磨矿细度一7 4 1 x m 占7 0 ％条件下进行的，其 药剂条件为B K 5 1 57 0 0 9 ／t 、B K 4 6 56 0 0 9 ／t 、松醇油 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分 2 0 0 8 年第4 期 5 0 矾，试验结果见图4 。由硫酸用量试验可知，当 硫酸用量为1 0 0 0 9 ／t 时，精矿的T i O 品位和回收率 均较高；当硫酸用量再增加，钛精矿的T i O 回收 率降低，因此确定硫酸用量为1 0 0 0 9 ／t 。 硫酸用量， g t - 1 图4 硫酸用量试验结果 F i g ．4 T h er e s u l t so fs u l f u r i ca c i dd o s a g et e s t 2 ．2 ．3 捕收剂用量试验 采用B K 4 6 5 作捕收剂。B K 4 6 5 用量试验是摇 床精矿在磨矿细度一7 4 斗m 占7 0 ％条件下进行的，其 药剂条件为B K 5 1 57 0 0 9 ] t 、硫酸l o o o 鲈、松醇油 5 0 趴，试验结果见图5 。由捕收剂用量试验可知， 随着捕收剂用量的增加，钛精矿的T i O 回收率增 加，但当用量达到6 0 0 9 ／t 后再增加，T i 0 2 的品位显 著降低，因此确定捕收剂用量为6 0 0 9 ／t 。 4 3 堡4 2 嚣4 l Q4 0 3 9 3 8 5 0 05 5 06 0 06 5 0 7 0 07 5 0 8 0 0 B K 4 6 5 用量／ s t 4 图5 捕收剂用量试验结果 F i g ．5 T h er e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g et e s t 2 ．2 ．4 磨矿细度试验 摇床精矿进行磨矿细度试验时，药剂条件为 B K 5 1 57 0 0 剖, t 、硫酸1 0 0 0 9 ／t 、B K 4 6 56 0 0 9 ／t 、松醇 油5 0 趴，试验结果见图6 。由磨矿细度试验结果可 知，随着磨矿细度的增加，钛精矿的T i O 品位基 本不变，而当磨矿细度一7 4 1 山m 占7 0 ％后再增加， 钛精矿的T i O 的回收率降低，因此确定磨矿细度 ．7 4 斗m 占7 0 ％。 2 ．2 ．5 粗精矿精选硫酸用量试验 由于硫酸用量对浮选钛粗精矿精选影响较大， 因此进行了浮选钛粗精矿硫酸用量试验。粗精矿精 选硫酸用量试验流程见图7 ，试验结果见图8 。由 精选硫酸用量试验结果可知，随着硫酸用量的增 加，钛精矿的T i O 品位与回收增加，当硫酸用量 堡 趟 咯 g 目 9 4 9 2 零 9 0 薄 8 8 盖 8 6S 8 4 } 8 2 “6 66 87 07 2 7 4 7 67 88 0 8 2 磨矿细度1 - 7 4 1 m m ％ 图6 磨矿细度试验结果 F i g ．6 T h er e s u l t so fg r i n d i n gt e s t 钛精矿 中矿 图7 粗精矿精选硫酸用量试验流程 F i g ．7 T h es u l f u r i ca c i d d o s a g e t e s tf l o w s h e e tf o r c o a r s ec o n c e n t r a t ec l e a n i n g 堡 a 昭 g 垂 7 4 7 2 7 0 零 6 8 旃 6 6 擎 6 4 回 6 2d 6 0 占 5 8 5 6 02 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 01 0 0 0 硫酸用量， g t - 1 图8 粗精矿精选硫酸用量试验结果 F i g ．8 ％es u l f u r i ca c i dd o s a g et e s tr e s u l t s f o r c o a r s ec o n c e n t r a t ec l e a n i n g 承谊目娶回Ho莓 ％舛眩∞鼯瞒舛眈∞鸺％ 稻笛钙钙钙躬甜甜钳蝉钳 万方数据 2 0 0 8 年第4 期刘万峰等河北某钛铁矿选矿试验研究 1 3 增加到1 5 0 9 ／t 后，T i 0 2 的回收率增加不明显，因此 确定粗精矿精选硫酸用量为1 5 0 9 ／t 。 2 ．2 ．6 浮选开路试验 在浮选条件试验的基础上，摇床重选钛精矿在 再磨细度- 7 4 1 x m 占7 0 ％的条件下进行浮选开路试 验，试验流程见图9 ，试验结果见表3 。 摇床精矿 钛精矿中矿1 表3 T a b l e3 图9 开路试验流程 F i g ．9 T h ef l o w s h e e to fo p e n i n gt e s t 开路试验结果 T h er e s u l t so fo p e n i n gt e s t ％ 产品名称作业产率T i O 品位T i O 作业回收率 钛精矿 5 3 ．5 34 6 ．2 76 6 ．3 l 中矿l5 ．7 5 4 2 ．9 96 ．6 2 中矿29 ．6 93 9 ．4 61 0 ．2 4 中矿3 1 1 ．6 33 2 ．2 11 0 ．0 3 中矿41 ．2 5 4 2 ．6 31 ．4 3 中矿51 ．8 74 1 ．5 62 ．0 8 浮选尾矿 1 6 ．2 87 ．5 83 ．2 9 摇床精矿 1 0 0 ．03 7 ．3 51 0 0 ．0 表4闭路试验结果 T a b l e4 T h er e s u l t so fc l o s e dt e s t％ 产品名称作业产率T i 0 2 品位T i O 作业回收率 钛精矿7 4 ．1 9 4 5 ．5 39 1 ．4 0 浮选尾矿 2 5 ．8 l1 2 ．3 l8 ．6 0 摇床精矿 1 0 0 ．03 6 ．9 51 0 0 ．0 2 ．2 ．7 浮选闭路试验 在浮选开路试验的基础上，对摇床重选精矿进 摇床精矿 钛精矿 图l O 闭路试验流程 F i g ．1 0 T h ef l o w s h e e to fc l o s e dt e s t 原矿 钛精矿 图1 l 摇床重选一浮选试验流程 F i g ．11 T h ef l o w s h e e to ft a b l i n g - f l o t a t i o nt e s t 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 0 8 年第4 期 表5摇床重选一浮选试验结果 T a b l e5T h er e s u l t so ft a b l i n g - f l o t a t i o nt e s t 摇床重选一浮选联合工艺流程见图1 1 ，工艺 竺 指标见表5 。 产品名标 产率T i 0 2 品位 唧；回堕空 行了浮选闭路试验，试验流程见图1 0 ，试验结果 见表4 。在闭路试验过程中，为了维持每段作业的 p H 保持不变，降低了硫酸用量。 2 ．2 ．8 摇床重选一浮选联合工艺流程 3 结论 1 矿石含T i O z 7 ．3 l ％、P 1 ．2 0 ％、S O ．0 1 8 ％，属 高磷低硫的贫钛铁矿。 2 采用摇床重选一摇床精矿浮选联合工艺处 理该矿石，获得钛精矿T i O 品位为4 5 ．5 3 ％、T i O 回收率为6 8 ．7 8 ％的技术指标。 3 为开发利用该资源提供了技术保障。 T H ER E S E A R C Ho NM I N E R A LP R O C E S S I N GE X P E R I M E N T So FC E R T A I N I L M E N I T EI NH E B E I L ／UW a n f e n 9 1 ，Y UM e i h u a 2 ，T E N GG e n d e z j ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n gS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，B e i j i n gG e n e r a l R e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g10 0 0 4 4 ，C h i n a ；2 ．S c h o o lo fP h y s i c a l S c i e n c ea n dE n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y ，G u a n g x iU n i v e r s i t y ，N a n n i n g5 3 0 0 0 4 ，C h i n a ；3 ．Y i n a n G o l dM i n e ，S h a n d o n gG o l dM i n eC o ．，L t d ．，L i n y iS h a n d o n g2 7 6 0 0 0 ，C h i n a A B S T R A C T O n ee x a m p l ei sd i s c u s s e di n t h i sp a p e rw h i c hp r e s e n t st h er e s u l t so fad e t a i l e ds t u d yd u r i n gl a b o r a t o r y t e s t ，a n do b t a i n sb e t t e rm e t a l l u r g i c a lp e r f o r m a n c e ．T h er e s u l to ft e s t i sa sf o l l o w i n g s t i t a n i u mc o n c e n t r a t e c o n t a i n i n gT i 0 24 5 ．5 3 ％w i t hT i 0 2r e c o ；c r y6 8 ．7 8 ％． K e yw o r d s i l m e n i t e ；t a b l i n g ；f l o t a t i o n ；m i n e r a lp r o c e s s i n ge x p e r i m e n t s ， 令 令17 ≯ ／≯ ／ ／≯ ／斗 ／≯ ／≯ ／；、 ／斗 ／≯ ／斗 ／玉 ／乱 ／乱 ／乱 矗＼y 乱y 乱，乱 ／乱乡乱，乱乡仝乡拿0 9 占口e 乍吧石吧／；吧／；吧／；＼乡分 上接第9 页 5 7 ％M o L Y B D E N I T EC O N C E N T R A T ET E C H N o L O G YR E S E A R C HA N DP R A C T I C E 删S h e n g n i a n J i n d u i c h e n gM o l y b d e n u mG r o u pC o ．，L t d ．，H u a x i a nS h a n x i7 1 4 10 2 ，C h i n a A B S T R A C T T h ep r o c e s s p a r a m e t e r s o f m i n e r a l o g y ．f l o t a t i o n a n dt h es t r u c t u r eo fr e f i n e rf l o t a t i o nc e l le t cw e r e s p e c i f i e dd u r i n gt h e r e s e a r c ht h a tp r o v i d e dt h eb a s i so fi n d u s t r i a ld e s i g n ．T h et e c h n o l o g yi n n o v a t e di nt h e r e a s o n a b l ei m p r o v e m e n to fo r i g i n a l p r o c e s s a n dt h e s e t - u po ft h ed e e pc o n c e n t r a t i o nd i r e c t l yf o l l o w i n gt h e c o n c e n t r a t i o n ．T h ep r o d u c tg r a d eo ft h ed e e pc o n c e n t r a t i o nw a su pt o5 7 ．5 2 ％，t h ep r o d u c t i o nr a t eW a S 51 ．41 ％a n dr e c o v e r yr a t eW a s5 3 ．8 2 ％a n dt h et e c h n i c a li n d i c e sr e a c h e dt h ei n t e r u a t i o n a la d v a n c e dl e v e l ． T h ea n n u a le c o n o m i cb e n e f i tf r o mt h et e c h n o l o g y a p p l i c a t i o nw a su pt o 2 8m i l l i o nY u a na n dt h es o c i a l b e n e f i tW a sa l s o s i g n i f i c a n t ． K e yw o r d s m i n e r a l o g y ；f l o t a t i o n ；5 7 ％m o l y b d e n i t ec o n c e n t r a t e 万方数据