新疆某地钛磁铁尾矿提取含钛矿物的实验研究

李海军

(煤炭科学研究总院唐山研究院，河北 唐山 063000)

新疆某地为我国钛磁铁矿主要产地，钛和磷为主要伴生有价元素。对尾矿中钛、磷等有价元素分选提取,是此类矿产资源高效利用的重要途径。为了避免资源浪费，对该地的钒钛磁铁尾矿进行了实验研究，分析从尾矿中回收钛精矿产品的可能性。

1 实验矿样性质

取该钒钛磁铁尾矿代表性试样进行化验，TiO2品位为7.14％，P2O5品位为1.92％，矿物成分见表1。对该尾矿进行粒度筛分实验，实验结果见表2。

2 选矿实验

目前,国内外常用的选钛工艺主要有粗粒重选-电选-细粒强磁-浮选工艺流程、强磁预选-浮选流程、强磁-重选流程和单一浮选等工艺流程[1]。结合该钛磁铁尾矿矿石性质，参阅大量参考文献，根据生产实践，实验确定采用强磁-重选联合流程提取该尾矿中的钛。

表1 实验矿样的矿物成分

表2 原矿粒筛析结果

2.1 强磁选磁场强度实验

本实验取8份该尾矿原矿，每份200g，每两份为一组，采用SLon-100周期式脉动高梯度磁选机，在分选浓度30％、冲次200次/min、分选齿板间隙为3mm的条件下进行强磁选实验，磁场强度分别是319.6kA/m、479.4kA/m、639.2kA/m、799.0kA/m。不同磁场强度实验结果见表3。

表3 强磁选磁场强度实验结果

由不同磁场强度实验可知，随着磁场强度的增加，精矿品位逐渐降低，而回收率逐渐增加。当磁场强度为799.0kA/m，此时TiO2精矿的产率为56.54％，品位为12.54％，回收率为97.32％，尾矿品位为0.45％，可以作为合格尾矿直接抛尾。因此，本次实验中强磁的磁场强度初步定为799.0kA/m。

2.2 脉动冲次条件实验

脉动高梯度磁选机分选箱中,矿浆的松散程度及精矿中非磁性物夹杂程度是靠改变冲程冲次来进行调整。选择适宜的冲程冲次,可帮助获得较理想的磁选效果，从而为后续分选提供合适的给矿[2]。在矿浆质量浓度为30％，在磁场强度为799kA/m条件下，进行了脉动冲次实验，实验结果见表4。

表4 脉动冲次实验结果

从表4数据可以看出，当磁场强度不变，只改变冲次时，冲次250次/分比200次/分的磁选精矿产率略有减少，精矿品位有所提高，回收率相应降低。由于磁选精矿还需进行摇床分选实验，因此兼顾精矿品位以及较高的回收率，选择冲次200次/min。

2.3 摇床分选条件实验研究

对工艺指标有影响的摇床操作因素包括：冲程、冲次、给矿浓度、冲洗水、创面横向坡度、原料粒度组成及给矿量等[3]。根据矿石的性质和操作因素的影响程度，本实验对给矿浓度和横向坡度做了条件实验。

2.3.1 给矿浓度摇床条件实验

取原矿平行试样4份,分别进行不同给矿浓度条件摇床重选实验。其他分选条件同上不变，给矿浓度分别定为30％、25％、20％和15％，实验流程见图1，精矿品位和回收率随给矿浓度的变化曲线见图2。

图1 摇床给矿浓度实验流程示意图

图2 不同给矿浓度下矿样摇床品位和回收率曲线图

由给矿浓度摇床实验结果可知，随着给矿浓度的增加，精矿品位和精矿回收率增大，但变化幅度较小。当给矿浓度介于25％～30％时，虽然增加给矿浓度会带来精矿品位有所提高，但精矿回收率基本不再变化。因此,给矿浓度可定为30％时较好。

2.3.2 床面坡度实验

取原矿平行试样3份,分别进行不同床面坡度条件摇床重选实验。其他分选条件同上不变，给矿浓度定为30％，实验结果见表5。

从摇床坡度实验可以看出，摇床坡度对摇床产品影响较大。当摇床坡度为3°时，精矿产率为21.34％，品位为23.32％，回收率为69.01％。因此,本次实验摇床的坡度定为3°。

2.4 总流程实验

根据前面条件实验的结果，进行了强磁选-摇床分选联合流程实验，实验流程图见图3，实验结果见表6。

表5 摇床坡度实验结果

图3 实验流程图

表6 强磁选-摇床分选联合流程实验结果

从上述实验结果可以看出，磁选总尾矿经强磁-摇床分选后，最终精矿产率为20.65％，品位为28.01％，回收率为79.97％。磁选尾矿品位为0.40％，可作为尾矿直接抛除。摇床尾矿经镜下观察可知，基本上是一些金云母，又由于产率较低，考虑也可直接抛除；摇床中矿品位较高，考虑可能会有连生体存在，因此在后续实验中,可进行摇床中矿再磨再选实验。再磨再选实验总流程图如图4所示，实验结果如表7所示。

图4 再磨再选实验总流程图

表7 最终实验结果表

从实验结果可以看出，最终可以获得产率为24.35％、TiO2品位为26.29％、回收率为88.77％的钛精矿产品，以及产率为75.65％、TiO2品位为1.07％、回收率为11.23％的尾矿。

3 结论

1) 根据矿石的性质，兼顾二氧化钛的品位与回收率，在SLon-100周期式脉动高梯度磁选机磁场强度为799kA/m、冲次200次/min、摇床给矿浓度为30％、坡度为3°的情况下，阶段选别阶段磨矿，可以得到产率为24.35％、TiO2品位为26.29％、回收率为88.77％的钛精矿产品，以及产率为75.65％、TiO2品位为1.07％、回收率为11.23％的尾矿，为后续的浮选作业创造了较为理想的条件。

2) 本实验先强磁抛尾后摇床提纯，减少了后续设备的处理量，减少了生产成本，同时阶段磨矿，减少了磨机的负荷，使生产成本进一步降低。

[1]张俊辉，张渊，杨永涛.某低品位钒钛磁铁矿选矿尾矿选钛实验研究[J].矿产资源综合利用，2009(6)：2-6.

[2]熊大和，刘树贻，刘永之，等.脉动高梯度磁选中冲程冲次对选矿指标的影响[J].中南矿冶学院学报，1989(5)：497-504.

[3]周晓四.重力选矿技术[M].北京：冶金工业出版社，2006.