某钒钛磁铁矿综合利用试验研究

2011-12-06傅文章洪秉信

中国矿业 2011年5期

陈达,傅文章,洪秉信

(中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川成都610041)

某高钛型钒钛磁铁矿矿石 (TFe4 0.74%,TiO226.11%,V2O50.29%)的主要工业矿物为钛磁铁矿 (包括钛磁赤铁矿、钛赤铁矿和钛磁铁矿)和钛铁矿 (包括含Fe2O3的钛铁矿),它们是铁、钛、钒的载体矿物。钛磁铁矿经深度氧化后生成钛磁赤铁矿、钛赤铁矿和赤铁矿,其比磁化系数在30000～64.4×10-6cm3/g之间,强磁性矿物含量仅3.57%;钛铁矿氧化生成含赤铁矿的钛铁矿和微晶钛铁矿、隐晶质钛矿物,其比磁化系数在5000～64.4×10-6cm3/g之间,致使铁矿物与钛矿物极难用磁选分离。同时铁矿物与钛矿物密度及表面性质也十分近似,因此,常用的选矿方法极难分离铁钛。经还原焙烧-磨矿分选可实现对铁 (钒)精矿中的主要有益组分的综合利用,最终可以获得 TiO2品位85%的高钛渣和金属化率为90%的金属铁产品。

1 矿石物质组成

该矿石大部分已被风化成砂状,少部分仍为块状矿石,其构造类型有固溶体分解结构、复分解结构等,矿石结构极为复杂。铁主要以Fe3O4、Fe2O3和 FeTiO3形式赋存;钛以片晶状 FeTiO3和隐晶质 TiO2形式赋存;矿石中的钒主要是以类质同象形式置换Fe3O4中的 Fe3+,赋存于钛磁铁矿的磁铁矿晶格中。

该试验矿样主要化学成分分析结果见表1,X射线衍射分析结果见图1。

通过试验矿样岩矿鉴定及主要化学成分分析,查明了该试验矿样的矿物组成见表2,主要矿物含量见表3。通过以上分析数据及矿物组成可判定,该试验矿样属于高钛型富矿石。

表1 试验矿样主要化学成分/%

图1 试验矿样X射线衍射图

表2 试验矿样矿物组成

表3 原试验矿样主要矿物含量/%

2 选矿试验

2.1 试验矿样筛分分析

试验矿样磨至-1.0mm后进行了物料筛分,筛分分析测试结果见表4。

表4数据表明,试验矿样粒度为-1.0～0mm时,物料粒级从粗到细,产率两头大中间小,TFe、TiO2、V2O5品位基本从高到低分布,试验矿样的这种矿物特性是由矿石强烈交代决定的。

2.2 磁选条件试验

根据矿石工艺粒度及性质粗略选择了试验条件,在给矿粒度为-200目占75%时,进行了磁选条件试验,其试验结果见表5。

该数据表明,在磁场强度不断增强的条件下,磁性物产出量随磁场强度的增强而增多,其 TFe、TiO2、V2O5品位随磁场强度的增强而降低。试验研究表明,磁选粗选在300kA/m的磁选磁场强度在,能有效的回收含铁、钛、钒的矿物,只有这样才能综合回收该矿石中主要有益组分。

2.3 磁选试验

根据矿石工艺矿物学性质和条件试验,确定了磁选试验条件和如图2所示的磁选试验的原则流程。

在磁选粗选、扫选磁场强度分别为300kA/m、360 kA/m,在 -1.0～0mm、-0.5～0mm、-0.1～0mm入选粒度条件下,采用图2所示的磁选流程,其试验结果见表6。

由表6试验结果可看出,-0.5～0mm入选粒度的分选效果较好,故选择入选物料粒度为-0.50～0mm。经产品岩矿分析表明,精矿I中主要矿物为钛磁赤铁矿、钛磁铁矿和少量磁性较强的钛赤铁矿和钛铁矿,精矿 II中,主要是含 Fe2O3的钛铁矿和钛赤铁矿,这也验证了选择入选物料粒度为-0.50～0mm是合理的。

2.4 选矿工艺流程试验

在条件试验及入选物料粒度试验的基础上,制定了图3所示的连续试验选别流程,其试验结果见表7。

表4 试验矿样筛分分析测试结果

表5 试验矿样磁选条件试验结果

表6 不同入选粒度磁选试验结果

图2 磁选试验原则流程图

表7 选矿试验结果

图3 选矿初步试验原则工艺流程图

表7中的数据表明,经一粗一扫一精、扫选精矿与精选尾矿合并后再选的工艺流程进行连续试验,可获得产率为67.80%,TFe、TiO2、V2O5品位分别为 45.70%、31.75%、0.323%,TFe、TiO2、V2O5回收率分别为 75.98%、84.80%、76.41%的铁(钒)精矿。该精矿产品经还原焙烧-磨矿分选后,可能获得 TiO2品位85%的高钛渣和金属化率为90%的金属铁产品,能有效地综合利用该资源中的铁、钛。