第3期 矿产综合利用 No.3 2016年6月 Multipurpose Utilization of Mineral Resources Jun.2016 含铁辉长岩中钛铁矿回收试验研究 伍娟娟 (攀钢集团矿业有限公司设计研究院,四川攀枝花617063) 摘要:本选矿试验探讨了TFe品位11.66%、TiO:品位5.24%的含铁辉长岩中钛铁矿的选矿方法。通过 试验,针对其铁钛矿物含量低且嵌布相对较细的特点,采用优先选钛的主体工艺,“弱磁+两段强磁+一粗五精 浮选”的流程,获得产率2.97%、'riO:品位47.0o%、回收率28.66%的高钛、含钒的优质钛精矿。实现资源综 合利用,为含铁辉长岩中钛铁矿回收利用提供了技术依据。 关键词:优先选钛;含铁辉长岩;多段阶磨阶选;钒钛磁铁矿 doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2016.03.004 中图分类号:TD951 文献标志码:A文章编号:1000-6532(2016)03-0013-06 我国钒钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,主要 SiO )比值为0.34小于0.5,故为酸性矿石。 分布在四川攀枝花、河北承德、陕西汉中、湖北郧阳、 表1 矿石的化学多元素分析结 % 襄阳地区、广东兴宁及山西代县等地区。其中,攀枝 Table 1 Analysis results of multi—elements of the ore 花地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带,也是世界 上同类矿床的重要产区之一。攀枝花含铁辉长岩 矿,属于稀疏浸染状钒钛磁铁矿矿石,由于其矿物嵌 布的复杂性,采用单一的流程很难提高钛精矿品位。 此次研究提出了对流程中钛铁矿的优化创新,对选 1.2全粒级筛析 铁尾矿进行了高效选别工艺流程的探索。通过一系 对含铁辉长岩全粒级筛析结果见表2。 列的研究表明,采用弱磁除铁试验、二段强磁富集提 表2全粒级筛析结果 Table 2 Sieve analysis results 质试验,一粗五精浮选联合工艺流程,对该矿石进行 选矿试验,获得了较好的选别指标。本次试验成功 实现了含铁辉长岩矿综合利用,为攀枝花含铁辉长 岩矿的综合利用方案提供了可靠的技术支撑。 1 矿石性质 1.1化学成分 矿石化学多元素分析结果见表1。 由表1结果可知,矿石中可供选矿回收的主要 组分是钛铁,其品位分别为5.24%和11.66%。需 要选矿排除的主要杂质组分CaO、MgO、A1 O,、SiO 含量相对较高,合计含量为69.15%;有害杂质S、P 从表2的结果可知,含铁辉长岩矿一0.074 mm 含量均相对较低。由于矿石(CaO+MgO)/(A1 O + 10.13%,+0.25 mm 67.46%,粒度较粗;+0.25 mm 收稿日期:2015—06—12;改回日期:2015—09—10 基金项目:攀西钒钛磁铁矿高效选矿成套技术研究(2015…P5 D1 02)资助 作者简介:伍娟娟(1966一),女,工程师,研究方向为选矿工艺。 ·l4· 矿产综合利用 2016在 TFe的金属分布率为63.49%,TiO 的金属分布率为 61.55%;铁钛粒级品位分布相对比较均匀,但铁钛 金属量主要分布在粗粒级,需要进行磨矿。 1.3矿物组成及含量 将-3 mm原矿采用实验室XMQ-350 mmxl60 mm锥 形球磨机,进行磨矿条件试验,并将不同磨矿细度的 原矿,在电磁鼓式磁选机上进行除铁条件试验,场强 为207 kA/m,试验结果见表4。 该矿破碎至一3 mm后,经镜下鉴定,属于稀疏 浸染状钒钛磁铁矿矿石,其铁钛矿物含量低。矿石 矿物主要分为磁铁矿、钛磁铁矿、硫化物、脉石四类。 脉石矿物主要有单斜辉石和斜长石,此外尚有角闪 石、橄榄石、黑云母、磷灰石等成分。矿石中主要矿 表4除铁条件试验结果 Table 4 Iron removal condition test results 次铁精矿l1.36 34.09 8.83 34.36 20.60 27.oo除铁尾矿88.64 8.35 4.36 65.64 79.40 物的含量及单体解离度见表3。 表3 主要矿物含量及单体解离度 Table 3 Main ore content and single separation degree 原矿 100.00 11.27 4.87 l0o.00 100.o0 次铁精矿8.46 37.9l 9.59 28.46 16.66 4o.0o除铁尾矿91.54 8.81 4.43 71.54 83.34 原矿 100.00 11.27 4.87 1o0.oo 1o0。oo 次铁精矿7.36 4o.58 9.76 26.5O 14.75 56.70 除铁尾矿92.64 8.94 4.48 73.5O 85.25 87.06 含量/% 6.46 5.28 1.21 单体解离度/%43.06 44.19 32.36 72.Ol 原矿 100.00 11.27 4.87 1o0.0o 1oo.0o 从表3的结果可知,矿物中钛磁铁矿单体解离 度为43.06%,钛铁矿单体解离度为44.19%。 钛磁铁矿大部分为它形粒状为主,粒度一般在 0.04—0.54 mm之间,粗颗粒能达到0.85 mm;物料 组成悬殊,部分发生中度绿泥石蚀变,不仅使含铁量 降低,其磁性也会降低,影响其品位。钛铁矿属于岩 浆晚期形成的粒状钛铁矿,嵌布粒度一般在0.10~ 0.59 mm之间,偶见大颗粒为0.8 mm,与钛磁铁矿 密切共生,部分沿脉石边缘嵌布构成简单连生体,少 量的钛铁矿被脉石网状交代形成复杂连生体,微细 粒的钛铁矿与钛磁铁矿一起嵌布在脉石中。硫化物 以它形粒状磁黄铁矿为主,嵌布粒度为0.02~0.21 mm之间,硫化物集合体沿硅铝酸矿物颗粒间隙充 填。脉石物料组成悬殊,嵌布粒度在0.10~0.75 mm之间,大颗粒也能达到1.6 mm,自形晶、半自形 晶都有,其他为他形粒状。 次铁精矿6.97 42.8O 9.26 26.47 13.25 69.9o除铁尾矿93.03 8.91 4.54 73.53 86.75 原矿lO0.00 11.27 4.87 l0o.o0 loo.o0 次铁精矿6.62 44.52 9.88 26.15 13.43 8O.oo除铁尾矿93.38 8.92 4.5l 73.33 86.57 原矿 100.00 11.27 4.87 100.00 lo0.oo 从表4的结果可知,随着磨矿细度一0.074 mm 含量增加,尾矿产率逐渐提高,TiO 品位逐渐升高, TiO2回收率逐渐提高,当一0.074 mm 56.70%以上 时,TiO2品位提高不明显,TiO2回收率达到85.25%。 因此,弱磁尾矿磨矿细度在一0.074 mm 56.70%左 右时,磨选效果较好,此时能得到产率92.64%、 TiO2品位4.48%、TiO2回收率85.25%的除铁尾矿。 将一0.074 mm 56.70%以上的原矿,使用弱磁 选机进行弱磁抛尾场强条件试验,得到结果见表5。 表5原矿抛尾场强条件试验结果 Table 5 Field condition test results of tailing—discarding of the raw ore 2选钛试验与结果讨论 2.1试验方案 参照攀枝花某选钛厂选钛流程,本次试验研究 采用弱磁除铁试验、二段强磁富集提质试验、一粗五 精浮选联合工艺流程,对该矿石进行选矿试验研究。 2.2试验主要设备 主要采用了电磁鼓式弱磁选机、永磁筒式磁选 机、立环脉动高梯度强磁机、球磨机、磁选管等设备。 2.3试验结果 2.3.1除铁试验 按照试验方案,对含铁辉长岩矿进行除铁试验。 从表5的结果可知,随着场强的增加,精矿回收 第3期 伍娟娟:含铁辉长岩中钛铁矿回收试验研究 ·15· 率逐渐增加,精矿rite品位逐渐下降。综合考虑 TFe品位和回收率,选择场强为208 kA/m,此时能 得到产率7.36%,TFe品位40.58%,TFe回收率 26.50%的精矿。 表8一段强磁条件试验结果 Table 8 One·-stage high·-intensity condition test results 按照上述较佳条件试验结果,确定磨矿细度为 一0.074 mm 56.70%、场强为208 kA/m对含铁辉长 岩矿进行除铁试验,试验结果见表6。 表6除铁试验结果 lb1e 6 Test results of iron removal 从表6的结果可知,磨矿细度一0.074 mm 56.70%时,一段除铁生产能够得到尾矿产率 92.36%、TFe品位8.79%、TiO2品位4.44%、TFe回 收率72.07%、TiO2回收率84.22%的一段强磁给 矿;但除铁后TiO2品位4.44%,相对除铁前原矿钛 品位降低0.43%,原矿钛除铁后产率相对给矿损失 7.64%,收率相对给矿损失15.78%。 将含铁辉长岩除铁尾矿进行全粒级筛析,结果 见表7。从表7的结果可知,除铁尾矿一0.074 mm 63.oo%,-0.037 mm 39.20%,在这一粒级中TiO2 金属分布率为46.01%。 表7除铁尾矿全粒级筛析结果 Table 7 Sieve analysis results of iron removal tailings 2.3.2一段强磁试验 按照试验方案,将一段除铁尾矿,在SLon-500 立环脉动高梯度磁选机上进行强磁条件试验,试验 时固定转环转速3 r/rain,脉动频率300 ̄v/min,脉 动冲程25 mm,其试验结果见表8。 从表8的结果可知,随着场强的增加,精矿产率 逐渐升高,TiO:品位逐渐降低,TiO:回收率逐渐升 高,但场强在502—726 kA/m,精矿TiO2品位均可达 到10%左右,当场强升高到631 kA/m以上时,精矿 产率升高较小,回收率也升高幅度不大,因此选择场 强为631 kA/m作为一段强磁较佳场强,此时能得 到产率28.15%、TiO2品位11.O1%、TiO2回收率 69.80%的精矿。 按照上述较佳条件试验结果,确定场强为631 kA/m对含铁辉长岩除铁尾矿进行一段强磁试验, 试验结果见表9。 表9一段强磁试验结果 Table 9 One·-stage high·-intensity test results 从表9的结果可知,通过一段强磁试验后精矿 品位提高6.59个百分点,尾矿品位降低到1.75% 左右,表明一段强磁富集效果显著。 将一段强磁精、尾矿进行矿物含量、单体解离度 测定,结果见表10。 从表10的结果可知,钛铁矿单体解离度为 86.74%;一段强磁尾矿中铁钛矿物含量1.90%,钛 ·16· 矿产综合利用 2016拒 磁铁矿基本见不到。 表10一段强磁产品矿物含量及单体解离度 Table 1 0 Ore content of one--stage high·-intensity products and single separation degree 产品名称 钛磁铁矿钛铁矿硫化物脉石 将一段强磁精矿,在SLon-500立环脉动高梯度 磁选机上进行二段强磁抛尾的条件试验,试验时固 定转环转速3 r/min,脉动频率300 ̄/min,脉动冲 程25 mm,其试验结果见表11。 表11 二段强磁条件试验结果 Table 1 1 Two··stage high--intensity condition test results 从表11的结果可知,随着场强的增加,精矿产 率逐渐升高,精矿TiO:品位逐渐降低,TiO:回收率逐 渐升高;但场强在350~631 kA/m,精矿TiO 品位均 可达到21%以上,当场强升高到570 kA/11'1以上时, 精矿产率升高较小,回收率也升高幅度不大。因此 选择场强为502 kA/m作为二段强磁较佳场强,此 时能得到精矿产率44.51%、TiO 品位21.78%、 TiO 回收率87.89%的二段强磁精矿。 按照上述较佳条件试验结果,确定场强为502 kA/m对含铁辉长岩除铁尾矿进行二段强磁试验, 试验结果见表12。 由表12可知,通过二段强磁试验后精矿品位提 高10.77个百分点,尾矿品位降低到2.43%左右, 而且可以抛掉50%左右的尾矿,富集效果显著。 表12二段强磁试验结果 Table 1 2 Two··stage high··intentsity test results 将二段强磁精矿进行矿物含量和单体解离度测 定,结果见表13。 表13矿物含量及单体解离度 Table 1 3 Ore content and single separation degree 产品名称 钛磁铁矿钛铁矿硫化物脉石 从表13的结果可知,二段强磁精矿中钛磁铁矿 仅1.94%,钛铁矿达到40.24%,钛铁矿单体解离度 为94.20%;二段强磁尾矿中钛磁铁矿、钛铁矿物相 对很少,表明二段强磁分选效果相对较好。 二段强磁精矿中钛铁矿普遍存在裂隙(见表2), 且裂隙被脉石矿物充填,压碎结构钛铁矿比较发育(见 表3),大多数钛铁矿颗粒为2o~300 laxn,20~50 p.m的 颗粒也还相对较多,钛铁矿整体比较纯净,影响其最终 精矿品位的主要因素是压碎结构的钛铁矿中未解离的 脉石,这部分钛铁矿呈富连生体形式难以完全解离。 这是导致后面流程浮选尾矿品位偏高的主要原因。 2.3.3浮选试验 二段强磁精矿全粒级筛析结果见表14。 表14二段强磁精矿全粒级筛析结果 Table 14 Sieve results of two--stage high-·intensity concentrate 从表14的结果可知,二段强磁精矿一0.074 rl'lm 第3期 伍娟娟:含铁辉长岩中钛铁矿回收试验研究 17· 37.99%,TiO2主要分布在-0.184-0.045 mm之间,其 含量占80.90%,表明粒度较粗。从粒度筛析结果 判定,对该矿进行浮选,适宜的捕收剂应为MOH粗 粒级选钛捕收剂。 24.29%、TiO 品位47.00%的钛精矿,钛的浮选作业 回收率为52.38%。 从图5的结果可以看出,采用“弱磁+二段强磁 十一粗五精”的流程,最终可以得到产率2.97%、 TiO 品位47.00%的钛精矿,选钛试验的回收率为 28.66% 按照试验方案,对含铁辉长岩矿二段强磁精矿 进行浮选试验。在选择浮选药剂种类时,主要针对 钛铁矿的浮选来进行药剂组合,采用硫酸为pH值 调整剂、(黄药、MOH、柴油)为浮硫、浮钛捕收剂、2 油为浮硫起泡剂。 按照试验方案,在条件试验确定的工艺参数的 基础上,对含铁辉长岩矿进行了“浮硫+一粗五精” 浮钛开路试验。浮选开路试验流程及药剂制度见图 4,开路流程试验结果见表15,除铁选钛开路试验数 质量流程见图5。 药剂用量单位:g/t 。 广————— 硫酸1100 l 3 :IcMOH 1800 ‘ 2 )I:柴油500 硫耩矿 . 煞担选 . 3 硫酸350 l 3, — 浮钛尾矿 , : 一Ⅲ:习 2 _Ⅳ=j 靴。。 I 声: 3 ,, : I I 图4浮选开路试验流程及药剂制度 Fig.4 Open—circuit process and reagent system 表15浮选开路试验结果 Table 15 Open—circuit test results 从表15可以看出,采用粗粒级M0H捕收剂, 采用“一粗五精”的选钛开路流程,可以得到产率 图5 除铁选钛开路试验数质量流程 Fig.5 Quantity-quality process of open—circuit process for iron removal titanium flotation 2.4产品分析 对含铁辉长岩矿通过“弱磁除铁、除铁尾矿二 段强磁、强磁精矿一粗五精”后的钛精矿进行化学 多元素分析结果见表17。 从表17的结果可知,钛精矿中主要矿物为钛铁 矿,杂质硅、铝、钙、镁均含量相对较低,有害元素S、 P含量相对较低,钛精矿品位达到47.00%,TFe品 位34.72%,V:0 含量达到0.128%,具有高钛、含钒 的特点,属优质钛精矿。 表17浮选钛精矿化学多元素分析结果/% Table 17 Multi—element analysis results of titanium 3 结 语 (1)含铁辉长岩TiO:品位为5.24%,TFe口i-1Ⅱ ,2 ̄ 矿产综合利用 2016在 为11.66%,属钒钛磁铁矿的围岩,矿物主要由:钛 磁铁矿、钛铁矿、硫化物、脉石组成,含铁含钛矿物都 属于稀疏浸染状矿石,矿物含量低、矿物嵌布粒度偏 细是其典型特征,浮选是有效的选别方法。 (2)确定了较佳工艺流程和工艺参数,即“弱磁 后,可延长攀枝花矿的矿山服务年限,可减少土场占 用容积,降低排土场的压力,在矿产资源得到充分合 理利用的同时,实现了生态环境的保护,实现了矿产 资源的综合回收利用与矿山的可持续发展。 参考文献 [1]孟长春,周建国.攀枝花钒钛磁铁矿钛铁矿回收技术及 装备优化研究[J].中国矿业,2009(增刊):20—21. +二段强磁+一粗五精”流程,可以得到产率2.97%、 TiO2品位47.00%,TiO2回收率28.66%的高钛、含 钒的优质钛精矿。影响其最终精矿品位、尾矿品位 的主要因素是压碎结构的钛铁矿中未解离的脉石, 这部分钛铁矿呈富连生体形式难以完全解离。 (3)攀枝花含铁辉长岩中钛铁矿大规模利用 [2]邢凤鸣.攀枝花钛铁矿一磁铁矿矿床成因探讨[J].地质 论评.1959(9). [3]卢记仁,张承信.攀西地区钒钛磁铁矿矿床的成因类型 [J].矿床地质,1988,7(1):1—13. Experimental Study on Recovery of Titanium Iron Ore from Ferrogabbro Wu Juanjuan (Design and Research Institute of Mining Co.,Ltd.,of PZH Steel&Iron Group Panzhihua,Sichuan,China) Abstract:The study discusses the beneficiation method which recovery of titanium iron ore from ferrogabbro of TFe grade 1 1.66%,TiO2 grade 5.24%.Through experiment,aiming at the characteristics of low content of the ferrotita- nium minerM and relatively ifne disseminated,the process‘Weak magnetic+Two stage stong magnetric+flotation with one section of rough selection and Five section of selection’is adopted,which can get high content titanium and hiIgh quality titanium concentrate containing vanadium with yield 2.97%,TiO2 47.00%and recovery rate 28.66%.Com— prehensive utilization of resources provides technical basis to recovery of titanium iron ore from ferrogabbro. Keywords:Preferred titanium of selection of titanium;Ferrogabbro;Stage g nding and stage concentration;Vanadi— am titanium magnetite (上接12页) Research on the Combined Process of Gravity-magnetic Separation for Recovering Scheelite Chen Huijie,Zhang Li (Minerals Experimental Institute of Xi ̄iang Uighur Autonomous Region,Urumqi,Xi ̄iang,China) Abstract:The combination of gravity concentration and strong magnetic concentration process for the scheelite in Xinjiang province is adopted in this paper.The good separation indexes can be obtained by the combined process, discarding tailing via spiral chute and concentrating via shaking table.The grade of gravity concentrate WO3 is 52.50%,and the recovery is 78.01%.The grade of gravity middling WO3 is 2.69%,and the recovery is 4.90%. After gravity concentration was reground and then graded by strong magnetic separation.the grade of ifnal concen— trate WO3 is 65.06%and the recovery is 76.44%. Keywords:Scheelite;Spiral chute;Shaking table;High—intensity magnetic separation