新疆某钒钛磁铁矿综合回收选矿试验研究.pdf

2 0 1 3 年增刊有色金属 选矿部分 1 6 1 d o i 1 0 3 9 6 9 ，j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．z 1 ．0 4 0 新疆某钒钛磁铁矿综合回收选矿试验研究 孟宪瑜 沈阳有色金属研究院，沈阳1 1 0 1 4 1 摘要在查明各矿物赋存状态和分析研究的基础上确定弱磁选强磁选浮选工艺流程，综合回收矿石中的钒钛磁 铁矿和钛铁矿。获得铁精矿含F e 品位为5 4 ．5 觎，F e 回收率为8 1 ．0 7 ％；含T i O 品位为1 3 ．3 1 ％，T i O 回收率为6 9 ．4 0 ％；含 v 2 0 5 品位为0 ．9 3 ％，V 2 0 5 回收率为8 1 ．6 7 ％。钛精矿含T i 0 24 1 ．1 2 ％，T i C h 回收率为9 ．6 5 ％。 关键词钒钛磁铁矿；钛铁矿；弱磁选强磁选一浮选 中图分类号T D 9 5 1文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 S 0 - 0 1 6 1 - 0 3 新疆某钒钛磁铁矿主要有价矿物为含钒钛的磁 铁矿和钛铁矿，其中钒钛磁铁矿为主要矿物。矿石 中铁品位为2 9 ．6 1 ％，T i O 品位为8 ．4 4 ％，含V 2 0 ， 品位为0 ．5 0 1 ％。为了实现矿产资源的综合回收利 用，针对该矿石性质，进行了综合回收选矿试验研 究。最终确定了弱磁选 强磁选 浮选的选别工艺 流程。采用该工艺，可获得铁品位为5 4 ．5 6 ％，T i O 品位为1 3 ．3 1 ％，V 2 0 ，品位为0 ．9 3 ％，铁回收率为 8 1 ．0 7 ％，T i O 回收率为6 9 ．4 0 ％，V 2 0 5 回收率为 8 1 ．6 7 ％的铁精矿；含T i 0 24 1 ．1 2 ％，T i 0 2 回收率为 9 ．6 5 ％的钛精矿。为开发利用该资源提供了技术 保障。 1 矿石性质 矿石中铁矿物主要为含钒钛的磁铁矿和赤铁 矿，其次为少量褐铁矿；钛矿物主要为钛铁矿；硫 矿物含量较少，主要为黄铁矿和微量黄铜矿、铜 蓝。脉石矿物主要有斜长石、普通辉石、黑云母， 另含有少量独居石等。 1 ．1 原矿多元素分析 原矿多元素分析结果见表1 。 1 ．2 铁、钛的物相分析 铁、钛的物相分析结果见表2 。 物相分析结果表明，矿石中的铁主要以磁铁矿 的形式存在，该矿物中铁的占有率为7 7 ．6 4 ％。钛 主要是以钛磁铁矿形式存在。 1 ．3 主要矿物嵌布特征 1 磁铁矿 矿石中磁铁矿多以自形、半自行粒状集合体产 出，少量以单独颗粒浸染分布在脉石中，颗粒多较 粗大均匀。磁铁矿颗粒的解离较发育，解离缝中充 填脉石矿物。部分磁铁矿被赤铁矿沿边缘向内进行 交代，在磁铁矿表面形成一层反应边，有的被赤铁 矿强烈交代，仅残余颗粒包裹在磁铁矿中甚至完全 蚀变为赤铁矿。磁铁矿与钛铁矿呈毗连共生关系， 磁铁矿集合体中有较多的钛铁矿嵌布其中在钛铁 矿集合体中也有磁铁矿颗粒嵌布，二者接触线较平 直，有的磁铁矿颗粒中有板状、板片状的钛铁矿穿 插，在磁铁矿颗粒中呈平行，板片厚度不均匀。 磁铁矿的裂隙较发育，部分呈压碎状以粒径不等的 碎粒，粒间和裂隙充填脉石矿物和脉状的褐铁矿， 另有少量的磁铁矿包裹在褐铁矿中。该矿石中磁铁 表1原矿多元素分析结果 ，％ 收稿日期2 0 1 3 一l O 1 9 作者简介孟宪瑜 1 9 6 8 一 ，女，辽宁沈阳人，教授级高级工程师，主要从事选矿技术研究与应用。 万方数据 1 6 2 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 矿的成分较稳定，F e 和T i 的平均含量分别为 6 2 ．6 4 ％和8 ．8 1 ％，T i 以类质同象形式代替其中的 F e ，另外磁铁矿中均含有少量的A l 、M g 和V ，也 是以类质同象形式存在于磁铁矿中。 2 钛铁矿 钛铁矿在矿石中主要以自形、半自形粒状及集 合体产出，粒度粗大均匀。钛铁矿多嵌布在磁铁矿 的粒间，与磁铁矿形成致密的块状集合体，少量以 板状、板片状穿插在磁铁矿中，在磁铁矿中呈平行 排列和格状分布，板片厚度不均匀，在钛铁矿集合 体中有磁铁矿和赤铁矿嵌布，钛铁矿的粒间充填脉 石矿物和褐铁矿等。钛铁矿中T i 和F e 的含量较稳 定，平均含量分别为3 4 ．7 0 ％和3 4 ．4 3 ％，与理论值 基本相符，钛铁矿中均含有类质同象的M g ，部分 钛铁矿中含有V 和A l 等其它杂质。 3 赤铁矿 赤铁矿为磁铁矿的风化蚀变产物，主要分布在 磁铁矿的边缘，交代磁铁矿呈反应边结构，和以细 脉状、次文象状分布在磁铁矿中，有的交代作用较 强烈，包裹残余的磁铁矿颗粒，甚至完全交代磁铁 矿呈假象赤铁矿。赤铁矿中F e 和T i 的含量较稳 定，平均含量分别为6 1 ．5 9 ％和9 ．3 0 ％，T i 以类质 同象形式代替其中的F e 。另外赤铁矿中均含有少 量的A 1 、M g 和V 等杂质。 4 褐铁矿 褐铁矿主要以粒状、不规则状、皮壳状和土状 产出，粒度变化较大。褐铁矿由黄铁矿风化蚀变而 成，常包裹交代残余的黄铁矿，有的褐铁矿中有磁 铁矿、钛铁矿以粒状分布，少量褐铁矿以细脉状充 填在磁铁矿、钛铁矿的裂隙中。 2 试验结果与讨论 2 ．1 选矿试验方案分析 根据钒钛磁铁矿选矿过程的基本特性，磁选工 艺是最佳分选方案，即采用不同的磁选工艺参数及 流程结构，排出解离的弱磁性矿物及脉石，就可获 得铁精矿产品[ 1 ] 。根据钛铁矿的性质弱磁性，密 度较大 4 ．0 ～4 ．5g ／c m 3 ，表面可浮性与其它矿物 不同等，可采用强磁、重选或浮选法回收。其中重 选或强磁选可以实现钛铁矿与脉石的分离；浮选或 强磁选可以从钛铁矿中除去黄铁矿及脉石[ 2 ] 。 试验的主要目的是实现钒钛磁铁矿、钛铁矿及 脉石间的有效分离，以获得合格精矿产品。 经过对原矿物理化学性质、矿石工艺矿物学分 析测试以及原矿磁选、重选、浮选探索性试验研 究，基本得出该矿石采用单一选别方法不能获得较 好的选别指标的结论。试验进行了弱磁一强磁一浮 选工艺与弱磁一重选一浮选工艺对比，强磁选和重 选均可使钛铁矿富集，对比试验结果，弱磁选一强 磁选一浮选工艺更适合该矿石。 2 ．2 磨矿细度试验 磨矿细度试验的磁场强度选择0 ．15T 。磨矿细 度对精矿品位和回收率影响见图1 。 零 ＼ 褂 擎 囡 磨矿细度，％一7 5 “m 图1 磨矿细度试验结果 零 、 趟 略 磨矿细度影响钒钛磁铁矿的分选效果，当磨矿 细度一7 5 斗m 超过4 5 ％时，磁粗精的含铁品位增幅 很小，铁回收率降低。T i O 品位变化不大，回收率 降低。故试验确定一段磨矿细度为一7 5i x m 占4 5 ％。 2 ．3 磁场强度试验 钒钛磁铁矿具有强磁性，属典型的铁磁性矿 物，在磁场低于0 ．2T 的场强下，大部分钒钛磁铁 矿物进入强磁性产品中；而钛铁矿属弱磁性矿物， 具有弱磁性，在磁场为0 ．2 5 。0 ．8T 的场强下，大部 分钛铁矿物进入弱磁性产品中I3 ] 。因此，确定合适 的磁选场强是钒钛磁铁矿和钛铁矿实现有效分离的 关键。 2 ．3 ．1 钒钛磁铁矿磁选磁场强度试验 磨矿细度为一7 5I x m 占4 5 ％，用鼓式磁选机进 行了钒钛磁铁矿选别试验。试验结果见图2 。 冰 ＼ 褂 擎 凰 堡 趔 n 矗 磁场强度，T 图2 钒钛磁铁矿磁选磁场强度试验结果 卯钇钉铊卯勉凹毖“他 万方数据 2 0 1 3 年增刊孟宪瑜新疆某钒钛磁铁矿综合回收选矿试验研究 1 6 3 随着磁场强度的增加，磁粗精的F e 、T i O 品 位变化不大，回收率随之提高，但磁场强度大于 0 ．1 8T 回收率变化不大。根据试验结果，确定钒钛 磁铁矿选别磁场强度为0 ．1 8T 。根据我国近年来在 利用高钛型铁矿石高炉冶炼中取得的经验，当使用 含F e 量为 5 3 1 ％及T i O 1 3 ％左右的铁精矿进 行高炉冶炼时，各种指标综合最好。钒钛磁铁矿的 铁精矿 钛磁铁矿 质量也是以此为依据的[ 1 ] 。故 该矿石钒钛磁铁矿磁选选择一段。 2 ．3 ．2 钛铁矿磁选磁场强度试验 选铁尾矿采用高梯度磁选机进行钛铁矿磁选试 验，首选进行了磨矿细度试验，根据试验结果选择 不磨矿。磁场强度试验结果见图3 。 零 、 褂 擎 回 冰 、 趔 避 磁场强厦／T 图3 钛铁矿磁选磁场强度试验结果 由试验结果看出，磁场强度为0 ．6T 时，指标 相对较好。选取强磁选磁场强度为0 ．6T 。 2 ．4 浮选试验 以磨矿一弱磁选一强磁选流程试验所得的精矿 为给矿。进行钛铁矿浮选之前要磨矿用浮选法选出 硫化矿，硫化矿物浮选采用常规浮选药剂制度，即 黄药、松醇油、硫酸及硫酸铜。然后选钛铁矿。矿 浆p H 值试验结果见图4 。钛铁矿浮选捕收剂采用 R 一3 与柴油组合，并与其它捕收剂进行对比试验， 试验结果见图5 。 零 ＼ 褂 娶 凰 矿浆p H 值 图4 矿浆p H 值试验结果 零 ＼ 趟 略 冰 、 瓣 擎 叵 捕收剂种类 图5 捕收剂对比试验结果 1 一油酸钠14 0 0g ／t ；2 - - 苯乙烯膦酸14 0 0r 矿t ；3 一油酸钠 苯乙烯 膦酸 7 0 0 7 0 0 g ／t ；4 - R 一3 柴油 14 0 0 3 5 0 g ／t 经一次粗选、四次精选获得含T i O 4 2 ．4 9 ％的 钛精矿。浮选试验表明必须严格控制浮选条件， 尤其是矿浆的p H 值，即硫酸的加人量，不足则精 矿品位低，过量则回收率低。R 一3 在钛铁矿浮选中 有很好的选择性。 2 ．5 全流程闭路试验 按照上述试验得到的结果，对试验进行了弱 磁一强磁一浮选全流程闭路试验，试验结果获得铁 精矿含F e 品位为5 4 ．5 6 ％，含T i 0 2 品位为1 3 ．3 1 ％， 含V 2 0 5 品位为0 ．9 3 ％，F e 回收率为8 1 ．0 7 ％，T i 0 2 回收率为6 9 ．4 0 ％，V 2 0 5 回收率为8 1 ．6 7 ％。钛精矿 含T i 0 24 1 ．1 2 ％，T i 0 2 回收率为9 ．6 5 ％。 3 结论 该矿石属于钒钛磁铁矿矿石。综合回收磁铁矿 和钛铁矿。 确定了适合该矿石性质的工艺流程。采用一段 磨矿 一7 4 斗m 占4 5 ％ 弱磁选磁铁矿，强磁抛尾 并富集钛铁矿，再磨 一4 5 “m 占8 0 ％ 后浮选选 钛铁矿。 钛铁矿中均含有类质同象的M g ，部分钛铁矿 中含有V 和A l 等其它杂质，影响钛铁矿的质量。 钛铁矿与磁铁矿、赤铁矿及脉石之间的嵌布关系较 密切。难以充分解离出来，影响钛精矿回收。尾矿 产考查中尾矿中损失的钛铁矿主要是连生体。 为综合回收钒钛磁铁矿的选矿研究和应用提供 可靠的技术支持。 参考文献 [ 1 ] 钟永红．浅析钒钛磁铁矿的选矿方法[ J ] ．现代矿业， 2 0 1 0 2 4 6 5 0 ． [ 2 ] 张宗华，张桂芳．选铁尾矿回收钛铁矿及硫化矿的工艺 研究[ J ] ．稀有金属，2 0 0 3 9 l O 1 4 ． [ 3 ] 丁运清，钟宏，叶红齐，等．哈密钛铁矿选矿与综合利用 研究[ J ] ．矿冶工程，1 9 9 7 1 2 1 2 6 ． 万方数据