钛磁铁矿对钛铁矿浮选的影响.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. SeriesNo. 408 June 2010 金 属 矿 山 METAL M I NE 总第408期 2010年第6期 徐 翔1978 , 男,昆明理工大学国土资源工程学院,博士研究 生, 650093云南省昆明市昆明理工大学莲华校区学生公寓8栋C 座301室。 钛磁铁矿对钛铁矿浮选的影响 徐 翔 章晓林 张文彬 昆明理工大学 摘 要 钛磁铁矿对钛铁矿的浮选会产生非常不利的影响。单矿物研究结果表明钛磁铁矿具有比钛铁矿更 好的可浮性,浮选中会优先进入精矿,影响精矿品位,并增加药剂消耗;钛磁铁矿易产生磁团聚现象,造成机械夹 带,包裹脉石的钛磁铁矿磁团聚体进入浮选精矿中会降低精矿品位和回收率。钒钛磁铁矿选铁尾矿实际矿样的试 验结果表明不除铁直接浮选钛时,精矿Ti O2品位为44. 02 ,回收率为44. 38;而先经弱磁选除去钛磁铁矿后, 采用相同的浮选流程和药剂制度,浮选精矿的TiO2品位提高到47. 40 ,回收率提高到52. 64。 关键词 钛磁铁矿 钛铁矿 可浮性 磁团聚 Effect of Titano2magnetite on Ilmen ite Floatation Xu Xiang Zhang Xiaolin ZhangWenbin Kunm ing University of Science and Technology Abstract Titano2magnetite has considerable bad effecton il menite floatation. The tests results ofmono2mineral floata2 tion show that titano2magnetite presents better floatability than ilmenite. Some gangues wrapped by titano2magnetite will go into the floatation concentrate, which decrease the Ti O2grade and consume more reagents in flotation. And the magnetic ag2 gregation easily occurs in the titano2magnetite ore, resulting in the mechanical entrapment . That the titano2magnetite entrai2 ningwith gauges comes into the flotation concentration can decrease the concentrate grade and recovery . The comparison floatation testswithmagnetic tailingsof vanadium titano2magnetite showed that the floatation concentrate grading at44. 02 of TiO2with recovery of 44. 38 were obtained by the direct flotation without Fe removal . If Fe in titano2magnetite was re2 moved by low intensitymagnetic separation before floatation, TiO2grade of final floatation concentrate increased to 47. 40 and the recovery increased to 52. 64 through the same flotation flow2sheet and reagents . Keywords Titano2magnetite, Il menite, Flotation, Magnetic aggregation 自然界中的含钛矿物主要有天然金红石、 钛铁 矿、 钒钛磁铁矿等。四川攀枝花地区的钒钛磁铁矿 是我国最为重要的钛资源之一。目前对于钒钛磁铁 矿主要采用先选铁后选钛的选矿工艺,其中选铁最 主要的方法是弱磁选,所以选钛厂的入选物料多是 来自磁选厂的选铁尾矿。这些选铁尾矿中主要的含 钛矿物为钛铁矿,但是仍然有少量的钛磁铁矿,而钛 磁铁矿在磨矿和磁选过程中会产生磁团聚现象,并 且磁团聚现象会随着磨矿细度的变细和磁选次数的 增加而愈加严重 [1 ]。很多选钛厂都采用强磁选抛 尾 浮选工艺流程 [225 ] ,在浮选阶段往往存在药剂消 耗量大、 精矿品位不稳定等问题,造成这种现象的原 因之一很可能就是这些易形成磁团聚的钛磁铁矿。 本研究通过单矿物和实际矿样的浮选试验,查 明钛磁铁矿对钛铁矿的浮选存在两方面的不利影 响一是钛磁铁矿可浮性较钛铁矿好,浮选中会优先 上浮,引起精矿品位降低,并增加药剂消耗;二是钛 磁铁矿的磁团聚会造成机械夹带,将大量脉石带入 浮选精矿,影响精矿品位和回收率。 1 试样和试剂 试验所用实际矿样取自攀枝花地区某钒钛磁铁 矿的选铁尾矿,其主要含钛矿物为钛铁矿,有少量的 钛磁铁矿和赤铁矿,主要脉石矿物为钛辉石、 斜长 石、 绿泥石等。矿样的化学多元素分析结果和矿物 组成分别见表1和表2。 将实际矿样用球磨机磨至细度为- 0. 074 mm 96 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表1 实际矿样化学多元素分析结果 成 分TiO2CaOMgOSiO2Al2O3 含 量11. 8110. 7111. 6831. 999. 86 成 分TFeSCoNiP 含 量15. 101. 010. 020. 010. 03 表2 实际矿样矿物组成 矿 物钛铁矿 钛磁 铁矿 赤铁矿 钛辉石 斜长石 绿泥石 硫化物 含 量15. 02. 81. 531. 430. 516. 91. 9 占90 ,经XCRS - 74型鼓形湿式弱磁选机一粗二 精磁选磁感应强度分别为0. 1, 0. 08和0. 06 T得 到钛磁铁矿单矿物。磁选尾矿经一粗三精摇床重选 得到钛铁矿单矿物,摇床尾矿作为脉石矿物。将3 种矿物分别用5稀盐酸浸泡0. 5 h,再用蒸馏水冲 洗至中性,晾干备用。经化学分析,钛磁铁矿单矿物 和钛铁矿单矿物的纯度均在95以上,脉石矿物 TiO2品位低于2。 浮选所用捕收剂选用新型药剂SYB - 1,抑制剂 选用CMC, pH值调整剂采用硫酸。 2 试验方法 2. 1 单矿物浮选 单矿物浮选在长春探矿机械厂生产的容量为 150 mL的XFG型挂槽式浮选机中进行。每次试验 用样30 g,依次添加调整剂、 抑制剂、 捕收剂,分别搅 拌1, 3, 3 min,浮选时间为1 min。浮选精矿和尾矿 经烘干称重,计算矿物回收率。 2. 2 实际矿样选钛 实际矿样选钛采用两种流程进行对比。第1种 流程为直接浮选,即将500 g矿样磨矿后在容量为 1. 5 L的XFD型单槽浮选机中先进行1次脱硫浮 选,然后进行一粗一精钛浮选。第2种流程是先采 用XCRS - 74型鼓形湿式弱磁选机在0. 08 T和0. 1 T的磁感应强度下进行一粗一扫弱磁选,以消除钛 磁铁矿对选钛的影响,然后对磁选尾矿进行硫浮选 和钛浮选,浮选流程与直接浮选流程相同。 3 试验结果与讨论 3. 1 单矿物浮选结果 仔细分析钛磁铁矿对钛铁矿浮选的影响,应包 括两个方面首先是钛磁铁矿的可浮性较钛铁矿好, 在浮选过程中易进入钛精矿,但钛磁铁矿的TiO2含 量低,平均在6～15之间 [6 ] ,进入钛精矿后自然 会严重影响精矿品位,与此同时,钛磁铁矿还会消耗 选钛药剂,增加选钛成本;其次是钛磁铁矿易产生磁 团聚,在团聚过程中会包裹大量脉石上浮,造成机械 夹带,降低钛精矿品位。 3. 1. 1 钛磁铁矿和钛铁矿的可浮性 矿浆pH值、 抑制剂用量、 捕收剂用量对3种矿 物浮选回收率的影响见图1～ 图3。 图1 矿浆pH值对3种矿物浮选回收率的影响 CMC 33 g/t, SYB - 1 2 000 g/t ■ 钛磁铁矿;▲ 钛铁矿;● 脉石 图2 抑制剂用量对3种矿物浮选回收率的影响 SYB - 1 2 000 g/t, pH 5 ■ 钛磁铁矿;▲ 钛铁矿;● 脉石 图3 捕收剂用量对3种矿物浮选回收率的影响 CMC 33 g/t, pH 5 ■ 钛磁铁矿;▲ 钛铁矿;● 脉石 由图1可知矿浆pH值为4. 5～6时,钛铁矿 的可浮性较明显地优于脉石,可实现与脉石的分离; 但是在此pH值区间内,钛磁铁矿的可浮性比钛铁 矿更好。从图2和图3也可看出,不管抑制剂和捕 收剂的用量如何变化,钛磁铁矿的回收率曲线基本 位于钛铁矿回收率曲线的上方。这证明在同样的条 件下,钛磁铁矿的可浮性较钛铁矿好,在浮选钛铁矿 时,钛磁铁矿会进入钛精矿,影响精矿品位。 07 总第408期 金 属 矿 山 2010年第6期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 为了进一步证实钛磁铁矿的可浮性较钛铁矿 好,进行了捕收剂小用量试验,结果如图4所示。可 见在CMC用量为33 g/t,矿浆pH值 5的条件 下,当捕收剂SYB - 1的用量小于1 200 g/t时,钛铁 矿基本不浮;当SYB - 1的用量增加到1 200 g/t时, 钛铁矿才开始上浮,其回收率仅6. 3。而钛磁铁 矿在SYB - 1的用量为133 g/t时即开始上浮,当 SYB - 1的用量为1 200 g/t时,其回收率更是达到 了51. 3。 图4 捕收剂小用量时钛磁铁矿和钛铁矿的浮选回收率 CMC 33 g/t, pH 5 ■ 钛磁铁矿;▲ 钛铁矿 3. 1. 2 钛磁铁矿对脉石矿物的机械夹带 为了验证钛磁铁矿在浮选过程中对脉石的机械 夹带作用,将钛磁铁矿和脉石按照1∶5的质量比混 合后进行浮选试验,并与单一脉石的浮选结果进行 对比,结果见图5。 图5 混合矿与单一脉石浮选结果对比 CMC 33 g/t, pH 5 ■ 混合矿中的钛磁铁矿;● 混合矿中的脉石;▲ 单一脉石 由图5可知,在相同的浮选条件下,混合矿中脉 石的浮选回收率可比单一脉石高出20个百分点以 上,而且混合矿中的脉石在捕收剂用量很小时即可 大量浮起。这都是因为有少量钛磁铁矿存在而造成 的。仔细观察图5还可以发现,混合矿中脉石的回 收率曲线形状跟钛磁铁矿十分相似,随着钛磁铁矿 回收率提高,脉石回收率也提高。这充分说明了钛 磁铁矿对脉石的夹带作用十分明显,在极小的捕收 剂用量下,少量的钛磁铁矿也可带起大量脉石,从而 严重影响钛铁矿精矿的品位。 分析造成磁团聚和机械夹带的原因,可能是选钛 的原料多是来自弱磁选选铁的尾矿,虽然残留的钛磁 铁矿相对较少,但由于钛磁铁矿是一种亚铁磁性的矿 物,具有较大的矫顽力,在经过磁选后会有较多的剩 磁存在,所以矿石会产生强烈的磁团聚现象。这种磁 团聚体是常规破坏力难以打破的,会使其中的夹杂脉 石难以有效地清除 [7]。另外 ,由于磁选尾矿粒度相对 较粗,在浮选前都需磨矿,而磨矿虽然有利于浮选,但 同时也会加剧磁团聚。因为粒度越小,钛磁铁矿的剩 磁矫顽力越大。其原因在于,亚铁磁性矿物内部具有 磁畴结构,磁化时磁畴壁的移动占据主要地位,但粒 度变小后,磁化时磁畴转动的影响逐步增大,而磁畴 转动所需能量要高于磁畴壁移动所需能量,因此矫顽 力随粒度减小而增加,甚至急剧增加 [7]。 为进一步考查磁团聚的影响,将钛磁铁矿经线 圈型脱磁器脱磁处理后再与脉石按照1∶5的质量比 混合进行浮选试验,结果如图6所示。 图6 钛磁铁矿脱磁的混合矿与单一脉石浮选结果对比 CMC 33 g/t, pH 5 ■ 混合矿中的钛磁铁矿;● 混合矿中的脉石;▲ 单一脉石 由图6可见,经脱磁处理后,钛磁铁矿对脉石的 夹带作用相比于其不脱磁时已经大大减弱。从试验 现象来看,钛磁铁矿经脱磁处理后,在浮选槽中搅拌 时较不脱磁时明显更为分散,而且充气后泡沫层明 显变薄,泡沫变少。因此可以认为磁团聚是钛磁铁 矿夹带大量脉石进入浮钛精矿的主要原因。 3. 2 实际矿样选钛结果 为了验证以上单矿物试验结果,用实际矿样进 行了直接浮选和弱磁选除铁后浮选的对比试验。弱 磁选除铁后浮选的试验流程见图7,直接浮选的试 验流程除没有弱磁选部分外,其余与图7相同。试 验结果如表3所示。 由表3可见,在浮选流程和药剂制度相同的情 17 徐 翔等钛磁铁矿对钛铁矿浮选的影响 2010年第6期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 图7 实际矿样弱磁选 浮选试验流程 表3 实际矿样选钛试验结果 流 程产 品产 率TiO2品位TiO2回收率 直接浮选 弱磁选 浮选 钛精矿11. 6444. 0244. 38 尾 矿84. 667. 2853. 41 硫精矿3. 706. 902. 21 给 矿100. 0011. 55100. 00 钛精矿13. 0847. 4052. 64 尾 矿75. 325. 6736. 26 硫精矿2. 806. 611. 57 铁精矿8. 8012. 759. 53 给 矿100. 0011. 78100. 00 况下,除铁后再浮选与直接浮选相比,钛精矿TiO2 品位从44. 02提高到47. 40 ,回收率从44. 38 提高到52. 64。这充分说明了钛磁铁矿对钛铁矿 浮选的不利影响以及钛铁矿浮选前除去残留钛磁铁 矿的必要性。 4 结 论 1钛磁铁矿可浮性较钛铁矿好,浮选中会优 先进入精矿,而钛磁铁矿的TiO2品位较低,所以会 降低精矿品位,同时增加药剂消耗。 2由钛磁铁矿的磁团聚所造成的机械夹杂会 将大量脉石带入浮选精矿,影响精矿品位和回收率。 3总之,钛磁铁矿对钛铁矿的浮选会产生相当 不利的影响。在以磁选尾矿为原料的浮钛过程中,应 尽量将残余的钛磁铁矿去除干净,这样既能提高精矿 品位和回收率,又能降低药剂消耗,节约成本。 参 考 文 献 [1 ] 杨宣兴.庙沟铁矿磁选过程中磁团聚干扰及消除措施[J ].金 属矿山, 19959 46248. [2 ] 于元进.毕机沟钒钛磁铁矿选钛试验和设计研究[C]∥ 金属 矿山 杂志社. 2000年全国矿产资源和二次资源综合利用学术 研讨与经验交流会.马鞍山 金属矿山 杂志社, 2000 87289. [3 ] 周 晋.磁选厂尾矿回收二氧化钛的研究[J ].新疆有色金属, 20082 27228. [4 ] 王兆元.从太和铁矿选铁尾矿中回收钛铁矿的工业试验研究 [J ].江西有色金属, 2004, 18 3 16218. [5 ] 龙运波,张裕书.低品位钒钛磁铁矿选铁尾矿综合回收钛试验 研究[J ].矿业快报, 20077 22224. [6 ] 朱俊士.中国钒钛磁铁矿选矿[M ].北京冶金工业出版社, 1996. 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