釩鈦磁鐵礦選礦方法淺析

1、釩鈦磁鐵礦選礦方法淺析1引言釩鈦磁鐵礦在中國分布廣泛,儲量豐富,儲量和開采量居全國鐵礦的第三位。地質(zhì)勘測表明,僅攀枝花-西昌地區(qū)的釩鈦磁鐵礦儲量就達100億,占全國鐵礦探明儲量的20%;釩資源儲量為1 578.8萬,占全國釩資源儲量的62%,占世界釩儲量的11.6%;鈦資源儲量為8.7億,占全國鈦資源儲量的90.5%,占世界鈦儲量的35.2%。此外還伴生有90萬鈷、70萬鎳、25萬鈧、18萬鎵以及大量的銅、硫等資源。釩鈦磁鐵礦的開發(fā)利用經(jīng)歷了以高爐冶煉釩鈦磁鐵礦、霧化提釩和鈦精礦選礦為代表的三個重要階段,逐步實現(xiàn)了鐵、釩和鈦元素的規(guī)?；?。隨著提取冶金技術(shù)進步以及開發(fā)利用技術(shù)的不斷完善,綜合

2、利用礦石中的鈷、鎳、銅、鈧、鎵和硫等有價元素也正在成為可能。2釩鈦磁鐵礦的性質(zhì)釩鈦磁鐵礦礦床主要產(chǎn)在基性、超基性侵入巖中,礦石以富含鐵、鈦為特征。礦床生成方式分為晚期巖漿分異型礦床及晚期巖漿貫入型礦床;含礦巖石組合類型有輝長巖型-輝石巖-橄欖巖型等。礦石中主要金屬礦物組分為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、硫化礦物三種,而主要工業(yè)礦物中均富含多種有用組分:鈦磁鐵礦主要有、,鈦鐵礦主要有、,硫化礦物主要有、及鉑族等。礦石中有用組分的分布特征如下。(1)鐵。主要含在鈦磁鐵礦中,其分配值及分配率隨礦石品級增高而增加,一般為 高品位礦93%左右,中品位礦78%88%,低品位礦67%75%,表外礦51%63%。此外,鈦

3、鐵礦及脈石礦物也含有較多的鐵,鈦鐵礦中分配率隨礦石品級增高而降低,一般為高品位礦5%左右,中品位礦6%13%,低品位礦 7%17%,表外礦10%27%,脈石礦物中分配率一般為高品位礦1%左右, 中品位礦2%14%,低品位礦10%20%,表外礦8%24%,硫化礦中鐵的分配率一般僅占1%5%。(2)鈦。鈦鐵礦和鈦磁鐵礦中的鈦約占礦石中鈦含量的90%99%。鈦鐵礦的鈦分配率隨礦石品級增高而顯著降低,高品位礦為26%30%,中品位礦為4632%40%,低品位礦為47% 58%,表外礦為60% 76%;鈦磁鐵礦中的鈦分配率隨礦石品級增高而增加,高品位礦為69%73%,中品位礦為57%65%,低品位礦為3

4、1%49%,表外礦為14%33%。礦石中的2比值,一般高品位礦為2.732.87,中品位礦為2.422.73,低品位礦為2.372.66,表外礦為2.352.19。(3)釩。主要成類質(zhì)同象富集在鈦磁鐵礦中,也和鐵一樣分配率隨礦石品級增高而增加,其平均分配率高品位礦大于98%,中品位礦為96%左右,低品位礦為90%左右,表外礦為80%左右。分配在脈石礦物中的釩隨礦石品級增高而降低,平均分配率高品位礦小于0.5%,中品位礦為1% 4%,低品位礦為1% 4%,表外礦為9% 18%。(4)鉻。主要富集在鈦磁鐵礦中,其分配率隨礦石品級增高而增加。隨著巖石基性程度的增高,鈦磁鐵礦中鉻含量增加,在超基性巖相

5、帶韻律層的下部,可以形成數(shù)米或更厚的富鉻釩鈦磁鐵礦層。(5)鈧。以類質(zhì)同象富集在脈石礦物及鈦鐵礦中。(6)鈷、鎳、銅。除以硫化物形式存在外,還有相當數(shù)量分布在鈦磁鐵礦和脈石礦物中。各元素在各組分中的分配并不固定,鈷的親鐵性較強,而銅的親硫性強。(7)鉑族。主要賦存在硫化物中。3鈦磁鐵礦的選礦方法大部分選礦均需將礦物單體解離,釩鈦磁鐵礦石磨礦廣泛采用一段磨礦或二段磨礦流程。按照礦石合理解離的原則,一段閉路磨礦是處理粗粒及中粒嵌布礦石首先考慮的方案;而兩段磨礦根據(jù)能否提前拋尾有連續(xù)磨礦和間斷磨礦之分。根據(jù)鈦磁鐵礦選礦過程的基本特性,磁選工藝是最佳分選方案,即采用不同的磁選工藝參數(shù)及流程結(jié)構(gòu),排出解

6、離的含鈦等的弱磁性礦物及脈石,就可獲得鐵精礦產(chǎn)品。而影響鈦磁鐵礦分選富集的主要因素是磨礦粒度,尤其是將釩鈦磁鐵礦石中的鈦磁鐵礦物作為富集產(chǎn)品時,應(yīng)將其作為一種含磁鐵礦、鈦鐵晶石、尖晶石及板狀鈦鐵礦的含磁鐵礦物相整體來考慮,其嵌布粒度是比較粗大的,在磨礦作業(yè)中屬粗、中粒嵌布物料。根據(jù)我國近年來在利用高鈦型鐵礦石高爐冶煉中取得的經(jīng)驗,當使用含鐵量為(531)%及213%左右的鐵精礦進行高爐冶煉時,各種指標綜合最好。因此,釩鈦磁鐵礦的鐵精礦(鈦磁鐵礦)質(zhì)量以此為依據(jù)。4鈦鐵礦及伴生硫化礦的選礦方法鈦鐵礦及含鈷鎳硫化礦是釩鈦磁鐵礦中的有用成分,在磁選過程中約有30%40%的鈦及鈷鎳進入鐵精礦中,其余部

7、分則進入尾礦。選鐵尾礦中的主要礦物有鈦鐵礦、含鈷鎳硫化礦及鈦普通輝石、斜長石、綠泥石、橄欖石等,還有少量未選盡的鈦磁鐵礦。在磁選尾礦中,粗粒級中2含量低,中間粒級2含量最高,產(chǎn)量最大,微細粒級2含量略高于給礦,且有較大產(chǎn)率;從鈷鎳來看,隨粒級變細,其含量趨于增高。最早從選鐵尾礦中回收鈦鐵礦是采用重選法。由分選難易評價公式可知:鈦鐵礦與斜長石的分選效果較好,而鈦鐵礦與鈦輝石以及鈦鐵礦與綠泥石的分選較差,所以重選法得到的鈦精礦品位不高。如果要保證鈦精礦品位達到一定要求(大于45%),則其回收率損失很大。大約在20世紀40年代,鈦鐵礦的浮選法成功地用于工業(yè)生產(chǎn)。進行鈦鐵礦浮選之前先要用浮選法選出硫化

8、礦物,硫化礦物浮選采用常規(guī)浮選藥劑制度,即黃藥、2#油、硫酸或硫酸銅。在硫精礦中富集了鈷和鎳,2的損失很小。浮硫后尾礦進行鈦鐵礦浮選,主要控制的工藝因素是捕收劑的選擇和礦漿最佳值的確定。常用的捕收劑為脂肪酸類,如油酸及其鹽類、塔爾油皂或使用捕收劑與煤油混合,還有異羥肟酸、苯乙烯磷酸、水楊酸等。鈦浮選宜在酸性或中性介質(zhì)中進行,可采用草酸、硫酸和羧甲纖維素作調(diào)整劑。采用浮選,可獲得2品位47%以上、作業(yè)回收率80%以上的高品位鈦精礦,指標優(yōu)于重選。為了獲得含247%49%高質(zhì)量的鈦精礦產(chǎn)品,依各種礦物物理性質(zhì)的差異,可采用重-浮選聯(lián)合法、重-電選聯(lián)合法、強磁-浮選法、強磁-重選法、強磁-重選-電選

9、法、分級聯(lián)合選礦法等聯(lián)合分選法。4.1重-浮聯(lián)合法基于重選生產(chǎn)可靠、成本低,適于處理較粗粒級物料,而浮選法雖然生產(chǎn)成本較高,但適用于處理細粒級物料的聯(lián)合分選法。該流程獲得2品位大于45%,作業(yè)回收率約67%的鈦精礦。原則流程見圖1。4.2重-電選聯(lián)合法鈦鐵礦與鈦輝石的比電阻差為8個數(shù)量級、與斜長石的比電阻差達9個數(shù)量級,差異為有效分選礦物提供了有利條件。此法將磁尾先進行重選獲得粗鈦精礦,再對粗鈦精礦進行電選。欲獲得含2約47%的鐵精礦,且保持較高的回收率,重-電選聯(lián)合法的2的交接品位定在28%30%較適宜。原則流程見圖2。4.3強磁-重選(-電選)法對于一些磁尾礦物組成較為復(fù)雜、脈石既有斜長石

10、類原生硅酸鹽礦物、又有綠泥石類次生硅酸鹽礦物采用此法。磁尾先采用強磁預(yù)先排出部分脈石礦物,強磁選粗精礦分級后粗粒級搖床-脫硫(-電選),細粒級搖床-脫硫,粗、細粒級鈦精礦合并為最終鈦精礦。對于強磁粗精礦的粗粒級增加電選后,最終鈦精礦的品位可提高約0.5%。原則流程見圖3。4.4強磁-浮選法浮選法分選鈦鐵礦藥劑用量大,藥劑費用約占生產(chǎn)成本的50%。通過強磁選可以預(yù)先排出約50%的尾礦,減少浮選礦量,降低藥劑用量,提高入選品位,從而降低選鈦生產(chǎn)成本;強磁選還具有脫泥的效果,與旋流器脫泥相比較,其脫泥效果明顯優(yōu)于旋流器,為提高浮選分選指標創(chuàng)造了有利條件。4.5分級聯(lián)合選礦法綜合以上流程的優(yōu)缺點采用聯(lián)

11、合流程選礦,既充分發(fā)揮了重-電選流程針對較粗粒級的長處,又能強化細粒鈦鐵礦的回收。具體方案是:磁選尾礦水力分級后,以0.1為分級界限,大于0.1粒級用重-電選聯(lián)合流程獲得鈦精礦,小于0.1粒級用強磁-浮選聯(lián)合流程獲得鈦精礦。該組合流程的特點一是指標穩(wěn)定可靠,二是細粒級鈦鐵礦的回收率較高,因而綜合鈦精礦指標也高。5 總結(jié)根據(jù)釩鈦磁鐵礦的性質(zhì),首先采用單一弱磁選分選出鈦磁鐵礦。從磁尾中分選鈦鐵礦和硫化礦的選礦方法較多,但產(chǎn)品質(zhì)量有差異。百草釩鈦磁鐵礦的試驗研究結(jié)果表明,采用強磁-浮選法從磁尾中選別鈦鐵礦和硫化礦是一種可靠且有效的工藝,其分選效果好,技術(shù)指標理想,適用性強。參考文獻1鄧常烈,胡筱敏,

12、等.gyw型永磁圓筒真空過濾機的性能和應(yīng)用.金屬礦山,1993(3):40432董振范,毛星蘊,馬洪顯.ygp-18型盤式壓濾機在東鞍山燒結(jié)廠的工業(yè)實踐.金屬礦山,1993(11):22263游文銀.毛細效應(yīng)陶瓷圓盤過濾機.有色金屬(選礦部分),19964李貴祥.帶式真空壓濾機的應(yīng)用.有色金屬(選礦部分),19905劉麗芳,鄔漢騏.sp505助濾劑在鋰輝石精礦脫水過程中的應(yīng)用.礦冶工程,19876劉明德.一種新型助濾劑聚醚在鈾礦控制過濾中的應(yīng)用.全國首屆固液分離技術(shù)會議,19877羅倩.用疏水性絮凝原理全面強化濃縮過濾過程的研究.金屬礦山,1989(5):5155、1989(6):44478胡筱敏,羅倩,王常任.表面活性劑型助濾劑助濾行為的研究.化工礦山技術(shù),1994(4):27309胡筱敏.化學助濾劑.北京:冶金工業(yè)出版社,199911程希翱.釩鈦磁鐵礦的工藝礦物學研究.礦冶工程,198312戴惠新,張宗華.細粒鈦鐵礦選礦新工藝研究.國外金屬礦山,199813梁國強,馮文普.攀枝花釩鈦磁鐵礦采選生產(chǎn)工藝.釩鈦磁鐵礦開發(fā)利用國際學術(shù)會議,198914閆子雪,楊植華,等.