某钛铁矿选矿工艺探索研究

周晓彤，邓丽红，李英霞

广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)，广东 广州 510650

某地钛铁矿采用常规磁选或浮选工艺难以获得合格的钛精矿，致使该矿至今未被开采利用.广州有色金属研究院2010年对该钛铁矿进行了选矿探索工艺研究.结果表明，采用磁选-粗精矿再磨-磁选工艺流程，在原矿TiO2品位为7.93%时，可获得品位48.10%TiO2、回收率45.82%的钛精矿.

1 矿石性质

该矿的原矿多元素化学分析列于表1，矿物组成列于表2.该矿样中的钛矿物主要为钛铁矿，其次为榍石和金红石;脉石矿物主要为角闪石和长石，其次绿泥石、金云母、石英和高岭土等.角闪石中含钛铁矿或磁铁矿包裹体，使角闪石磁性增强，与钛铁矿磁性相近或相同.钛铁矿的主要嵌布粒度范围为0.04～0.64 mm，金红石嵌布粒度较细，多数小于0.074mm，榍石嵌布粒度介于钛铁矿与金红石之间，主要嵌布粒度范围为0.02～0.32 mm.

钛的赋存状态查定表明，钛铁矿中的钛占原矿总钛64%左右，金红石中钛占原矿总钛的1%，硅酸盐矿物榍石中的钛占原矿总钛的4%～5%左右.以微细包裹体存在于角闪石、绿泥石、长石等脉石矿物中的钛占原矿总钛的30%左右，钛的理论回收率只有65%左右.

表1 原矿多元素化学分析结果Table1 Chemical analysis results of multi-element in crude ore

表2 原矿矿物组成Table 2 The mineral composition of the crude ore

2 实验结果与讨论

该矿石中主要有用矿物为钛铁矿，其次为金红石.钛铁矿属于弱磁性矿物，一般需用强磁选回收钛铁矿.弱磁选试验也表明，弱磁性产品的产率非常低.因此，在粗选段需用强磁选回收钛铁矿.

2.1 磨矿细度的确定

按图1所示的流程进行粗选段磨矿细度试验，试验结果如图2所示.由图2可知，随磨矿细度增加，磁性产品的TiO2品位呈先升后降的趋势，TiO2回收率呈先缓降后突降的趋势.当磨矿细度为53.37%-0.074 mm时，磁性产品钛矿物的选别指标较好.

图1 磨矿细度试验流程

图2 磨矿细度试验结果

2.2 粗选段磁场强度试验

试验中发现，经一次粗选获得的精矿含泥量大，故在粗选的基础上增加一次精选.按图3所示的一次粗选一次精选流程，进行粗选段的磁场强度试验，试验结果列于表3.

图3 粗选段磁场强度试验流程

Fig.3The test flowsheet of magnetic field intensity in roughing

表3 粗选段磁场强度试验结果Table 3 The test results of magnetic field intensity in roughing

由表3可知，随着磁场强度提高，磁性产品TiO2品位降低，回收率提高.当磁场强度为0.10 T时，经一次粗选和一次精选的强磁选获得的钛精矿TiO2品位最高，只是回收率稍低.故确定粗选段磁场强度为0.10 T.

2.3 磁选精选试验

由于钛矿物的不均匀嵌布，需采用阶段磨矿阶段选别的磨矿工艺.第一段粗磨后采用强磁选回收钛矿物，获得的钛粗精矿再磨后可采用磁选或浮选回收.故进行了再磨磁选精选试验和再磨浮选精选试验.

2.3.1 磁选精选段磨矿细度的确定

经过一粗一精获得TiO2品位43.70%的钛粗精矿，仍含有大量的连生体，为提高钛矿物的分选指标，仍需磨矿，使其单体解离.按图4所示的流程，进行粗精矿再磨细度试验，试验结果列于表4.

图4 磁选精选段磨矿细度试验流程

Fig.4Flowsheet of test on grinding fineness in magnetic cleaning

由表4可知，随磨矿细度增加，钛精矿TiO2品位提高，回收率降低.当再磨细度为80%-0.074 mm时，获得TiO2品位48.10%、作业回收率75.22%的钛精矿.说明粗精矿再磨后经过三次磁选精选可以获得较高品位的钛精矿.

表4 磁选精选段磨矿细度试验结果Table 4 The test results of grinding fineness in magnetic cleaning

2.3.2 磁选-粗精矿再磨-磁选开路试验

在条件试验的基础上，进行磁选-粗精矿再磨-磁选开路流程试验，试验流程如图5所示，试验结果列于表5.

图5 磁选-粗精矿再磨-磁选开路试验流程

Fig.5The open-circuit test flowsheet of magnetic separation-rough concentrate regrinding-magnetic separation

表5磁选-粗精矿再磨-磁选开路试验结果

Table5Theopen-circuittestresultsofmagneticseparation-roughconcentrateregrinding-magneticseparation

产品名称产率/%TiO2品位/%回收率/%磁选钛精矿7.5548.1045.82铁精矿1.3942.507.42中矿22.1128.787.67中矿11.366.931.19非磁产品87.593.4337.90原 矿100.007.93100.00

由表5可知，将原矿磨矿至53.37%-0.074 mm，经一次粗选一次精选获得TiO2品位43.70%的钛粗精矿，再磨至80%-0.074 mm后，经三次磁选精选可获得TiO2品位48.10%、回收率45.82%的钛精矿.说明钛粗精矿再磨后需经过两次高梯度磁选和一次中磁选可以获得较高品位的钛精矿.

2.4 浮选精选试验

2.4.1 浮选精选磨矿细度的确定

按图6所示的流程，将TiO2品位43.70%的钛粗精矿进行再磨细度浮选试验，试验结果列于表6.

表6 浮选精选磨细度浮选试验结果Table 6 The test results of grinding fineness in flotation cleaning

图6 浮选精选磨矿细度试验流程

Fig.6Flowsheet of test on grinding fineness in flotation cleaning

由表6可知，随磨矿细度增加，浮选钛精矿的品位提高，回收率降低.当再磨细度为80%-0.074 mm时，浮选钛精矿指标较好,精矿TiO2品位为47.56%、对原矿回收率为40.18%.

2.4.2 磁选-粗精矿再磨-浮选开路试验

在浮选磨矿细度、浮选药剂制度等条件试验的基础上，确定了图7所示的磁-浮工艺流程.按图7所示的流程进行磁-浮工艺开路流程试验.试验结果列于表7.

表7磁选-粗精矿再磨-浮选开路试验结果

Table7Theopen-circuittestresultsofmagneticseparation-roughconcentrateregrinding-flotation

产品名称产率/%TiO2品位/%回收率/%浮选钛精矿6.7047.5640.18中 矿21.0539.575.23浮选尾矿3.3037.1815.50中 矿11.366.931.19非磁产品87.593.4337.90原 矿1007.93100.00

由表7可知，将原矿磨至53.37%-0.074 mm后，经一次强磁粗选一次强磁精选，得到的钛粗精矿再磨至80%-0.074 mm后，经过浮选(一次粗选二次精选)可获得TiO2品位47.56%、对原矿回收率40.18%的钛精矿.

2.5 流程对比

将原矿磨至53.37%-0.074 mm，经一粗一精强磁选获得钛粗精矿，粗精矿再磨至80%-0.074 mm后分别进行磁选精选和浮选精选试验.采用磁选-粗精矿再磨-磁选工艺获得TiO2品位48.10%、回收率45.82%的钛精矿，采用磁选-粗精矿再磨-浮选工艺获得TiO2品位47.56%、回收率40.18%的钛精矿.磁选精选获得的钛精矿品位和回收率均比浮选精选的选矿指标高，且磁选工艺在工业生产中较易操作，对环境污染低，建议采用粗精矿再磨磁选工艺，即磁选-粗精矿再磨-磁选工艺.

图7磁选-粗精矿再磨-浮选开路试验流程

Fig.7The open-circuit test flowsheet of magnetic separation-rough concentrate regrinding-flotation

3 结 论

针对某地钛铁矿的嵌布粒度不均匀、脉石矿物角闪石因含钛铁矿或磁铁矿包裹体而磁性增强的矿石特性，采用阶段磨矿、多段精选以及中磁脱铁的工艺流程，原矿TiO2品位为7.93%时，获得钛精矿TiO2品位48.10%、回收率45.82%的指标.采用该工艺既能提高选别指标，又能降低磨矿、磁选的运行费用，同时也不会对环境造成不良影响.