中国攀西钒钛磁铁矿选钛技术进步与展望

2016-04-14王黎

地球 2016年8期

关键词：强磁钛铁矿选矿厂

■王黎

（四川龙蟒矿冶有限责任公司四川攀枝花617112）

中国攀西钒钛磁铁矿选钛技术进步与展望

■王黎

（四川龙蟒矿冶有限责任公司四川攀枝花617112）

提高选钛技术，从而提高钒钛磁铁矿钛资源利用率，是攀钢的责任和追求目标。本文介绍了攀西地区钛资源概况、攀钢矿业公司选钛厂建厂历程、选钛工艺流程变化，重点论述了选钛扩能改造工程的原因、技术及设备情况，同时对白马铁矿选钛及攀钢马家田尾矿库选钛进行了介绍，并对钒钛磁铁矿钛资源的综合利用进行了展望。

钛铁矿回收率选钛技术浮选展望

攀西地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁钛矿资源，已经探明储量约100亿吨，集中分布在攀枝花、白马、红格、太和四大矿区。其中TiO2的储量为8.7亿吨，占世界已探明钛资源储量的35.17%，占国内已探明储量的90.54%。因此，攀西地区钛资源综合利用是我国资源综合利用的重点之一，受到各方面的关注。

从七十年代初开始，国家对攀枝花钛资源的综合回收和利用技术进行了联合攻关。攻克了从磁选尾矿中回收钛铁矿的技术，并解决了攀枝花高钙、镁钛精矿应用的技术难题。经过不断攻关，取得了大量科研技成果，使得钒钛磁铁矿中的原生钛铁矿选钛回收技术处于较高的水准。并致力于作好选钛厂扩能改造、攀钢马家田尾矿库选钛及白马铁矿选钛等钒钛磁铁矿钛矿资源利用工程。

1　选钛厂建厂历程

攀钢矿业公司选钛厂（以下简称“选钛厂”）于1980年建成，第一条年产50kt/a钛精矿生产线，处理攀钢矿业公司选矿厂（以下简称“选矿厂”）磁选尾矿，对粗粒选铁尾矿采用“重选—电选”流程进行综合回收；1992年进行扩建改造，达到100kt/a的生产能力。2001年建成后八系统微矿生产线，回收选矿厂后八系统磁选尾矿中的细粒钛铁矿，2004年又建成前八系统微矿生产线，回收选矿厂前八系统磁选尾矿中的细粒钛铁矿。经过多次改造，目前选钛厂已形成年产280～300kt/a钛精矿的生产能力。

2　选钛厂现有工艺流程

2.1工艺流程

选钛厂现接取选矿厂产生的全部磁选尾矿，按粗细粒级分级选钛：选矿厂前八磨选系统的尾矿经隔渣、分级后，粗粒级进入“重选—电选”流程，细粒级进入二级斜板分级机，二级斜板分级机的底流进入前八微矿“强磁—浮选”系统，；后八磨选系统的尾矿经隔渣选质机隔渣后，进入选钛厂后八原矿斜板分级机，底流粗粒级进入“重选—电选”流程，其溢流进入浓缩池，浓缩机的底流进入后八微矿“强磁—浮选”系统，溢流作为选矿厂的循环水。

粗粒物料进入“重选—电选”流程后，经重选、脱铁、脱硫、过滤后，得到粗钛精矿，粗钛精矿经干燥、电选后得到粗粒钛精矿。

进入前、后八微矿系统的细粒原料，经“强磁—浮选”流程选别后，得到细粒钛精矿；前、后八微矿系统的浮选尾矿输送至摇选线，经摇床重选后得到摇选钛精矿。

2.2选钛设备

（1）浓缩、分级、脱泥设备。选钛浓缩分级脱泥设备先后有新型高效浓缩浓缩分级箱、四室水力分级机、斜窄流浓缩分级机的研制和应用。隔粗设备先后使用过直线振动筛、反冲式圆筒筛、Slon圆筒筛和隔渣选质机。

（2）强磁设备。采用Shp—2000仿琼斯强磁机用于粗粒级选别，现已经停用。目前使用Slon高梯度强磁机和SSS-I高梯度强磁机。

（3）重选设备。原采用铸铁螺旋（FLX-600）和LL2-1200螺旋溜槽，后采用GL-600螺旋。目前采用NL-600螺旋、LL2-1200刻槽螺旋溜槽和DL-2000刻槽螺旋溜槽。

（4）电选设备。现用YD-3A型、YD-3B型和YD31200-23型。同时对HIP（25）231-200型改造后使用。

（5）浮选设备。浮选机主要有SF-4m3、SF-10 m3、SF-1.2m3和BF-4m3。

3　选钛厂扩能改造

3.1扩能改造的前景

（1）预测2010年钛白粉的需求量为1，100kt，国内钛白粉生产对钛精矿需求将超过2，860kt，加之生产海棉钛耗用的钛矿量，预计国内对钛精矿的需求将超过290万t。选钛厂扩能改造后，选钛厂年产钛精矿达到500kt能力。

（2）选钛扩能改造工程在总原料不变的情况下，通过技术进步，提高选钛厂技术水准和回收率，增加产量减少排放的一项工程。选钛扩能改造属于综合利用资源、“变废为宝”，实现资源高效利用和循环利用，把资源优势转化为经济优势的一项工程。

3.2选钛扩能改造的必要性

从选钛厂和周边类似选钛企业生产实践看，，由于原则流程对原矿的适应性差，其生产状况难以得到根本的改变，“重选—电选”流程难以高效回收磁选尾矿中的钛资源。“强磁—浮选”流程才是回收选钛厂钛铁矿的更为先进、合理的选矿流程。虽然选钛厂前、后八微矿系统和老浮选线也采用的是“强磁—浮选”流程，但由于其内部结构存在重大缺陷，从而造成最终选别指标不理想的结果。

为了大幅提高选钛厂钛精矿产量和资源回收水平，必须对现有流程进行根本性的改造：将现有粗粒选钛的“重选—电选”选流程改为“强磁—磨矿—强磁—浮选”流程；同时对现有细粒选钛“强磁—浮选”流程的内部流程结构进行完善，改为“强磁—强磁—浮选”流程，并对部分设备及配置进行改造。

3.3扩能改造流程及主要指标

3.3.1扩能改造流程

（1）钛矿回收。针对粗、细粒原矿采取适合各自特点的处置措施：对粗粒部分，按照“强磁抛尾—粗粒再磨—强磁精选—浮选”的流程展开；对细粒部分，采用“强磁抛尾—强磁精选—浮选”的流程进行改造，完成后形成粗、细粒级选钛两个系统。

（2）铁精矿回收流程。铁精矿回收流程内部结构为粗粒分级、磨矿—一次精选—二次精选—扫选。同时对铁精矿回收的尾矿进行钛矿回收。

（3）硫钴矿回收。硫钴矿回收流程内部结构为浓缩—浮选。同时对硫钴精矿回收的尾矿进行钛矿回收。

（4）浮选尾矿回收。按照“强磁抛尾—分级—脱铁—浮选”的流程展开；

3.3.2扩能改造的主要技术指标

主要技术经济指标见表1。

3.3.3扩能改造的主要技术特点

（1）对强磁前的准备作业进行了较为充分的考虑。包括强磁前的隔粗、脱铁以及粗矿的回收利用。

（2）对强磁的冷却水系统进行了较为充分的设计。针对强磁线圈及配电系统水冷出现的问题，扩能改造对强磁冷却水进行了的冷却、过滤、去钙镁、循环利用以及补加等进行设计完善。

（3）对粗粒浮选粒度进行严格把关，采用高效旋流器+高频细筛组合分级。

（4）强磁设备采用。采用国内先进和成熟的Slon和SSS-I高梯度强磁机。

（5）浮选设备的采用。粗粒级浮选拟采用CLF浮选机，细粒级浮选拟采用GF+JJF配置的浮选机。此配置可在浮选条件下提高钛铁矿的分选效率。

（6）在工艺上对强磁流程进行了较大改进。采用两段高梯度强磁回收技术和强磁扫选工艺，克服攀西地区选钛工艺中强磁尾矿品位高的问题。

（7）粗粒浮选时采用-0.154mm粒度界限为浮选入浮粒度。将钒钛磁铁矿回收钛铁矿的浮选粒度上限由-0.074mm上升到-0.154mm。

（8）对浮选尾矿钛铁矿进行了回收。采用“强磁—浮选”工艺对浮选尾矿进行回收。

（9）对选钛过程中的铁矿进行利用，同时对选铁的尾矿回收钛铁矿。

（10）对选钛过程中的硫钴矿进行回收，同时对硫钴的尾矿回收钛铁矿，硫钴尾矿浓缩进入浮钛生产线，可节约钛精矿生产成本。

（11）浮选尾矿集中处理。将浮选尾矿集中处理，提高沉降速度，尽可能实现尾矿高浓度输送和循环水充分利用。

（12）浮选流程、辅助设备进行了优化。

3.3.4扩能改造的主要问题

（1）强磁前的隔粗作业设备选择存在一定的问题，现采用的隔渣设备效率低下筛孔易堵，拟采用高频直线筛，但该设备应用少，成熟性不够。

（2）强磁设备。强磁作业能否达到甚至超过设计指标，是项目成败的关键。

（3）对浮选尾矿、选铁的尾矿回收钛铁矿未进行充分的试验。

（4）浮选药剂试验及选择不充分。目前试验了SY药剂，效果较好，但未进行工业性试验，同时药剂选择范围较小。

（5）缝包系统可能存在一定的问题。随着原“重选—电选”线停止运行，粗粒钛精矿变细以及细粒级生产线的产品更细，自动缝包系统的选择需要探讨。

（6）随着选钛生产线全面改造成“强磁—浮选”线，用水量增加，而水处理系统沉降面积有限，如何保证尾矿的高浓度输送及系统循环水达到工业使用标准是选钛扩能项目成功的前提。

4　马家田尾矿库选钛

马家田尾矿库多年堆积的尾矿是选钛原料，TiO2含量在8.2%左右，可供综合回收钛铁矿的资源储量为1.19亿t，按现有技术条件预计可回收钛精矿约5，200kt。

按设计规模为年产250kt钛精矿，原矿TiO2含量为8%计，所需要的原矿约4，750kt/a，根据资源储量可稳定供给原矿约27a。

5　白马矿选钛

原矿为白马铁矿一期选矿厂选铁尾矿。工程按设计规模为年产11.12万t钛精矿，原矿TiO2含量为5.07%计，所需要的原矿约416.52万t/a，根据白马铁矿一期选矿厂的设计情况，可稳定供给本工程原矿约20年。

6　钛资源的新技术发展

6.1超细粒级钛铁矿回收技术

研究证明，-0.030mm粒级矿物采用“强磁—浮选”工艺回收是可行的，但系统收率较低，单位成本高。

攀钢正协同相关科研院所解决以下问题：（1）强磁前隔粗、脱铁和脱泥；（2）针对超细粒级原矿，研制开发可行的强磁选机；（3）浮选设备研制选择、药剂开发、浮选过程的泡沫处理；（4）浮选精矿的过滤、干燥、缝包、包装问题；（5）产品应用研究；（6）尾矿处理；（7）系统的经济性等问题。

6.2高炉钛渣中钛的回收利用技术的开发

攀钢每年开采钒钛磁铁矿1150万吨，TiO2含量10.63%，即每年开采出TiO2120万吨。原矿在选矿工艺中有约50%进入了铁精矿中，另一半进入了选铁的尾矿中。铁精矿中的钛经高炉炼铁进入高炉渣，高炉渣中TiO2含量为20%～25%，这部分高炉渣中的钛现无法回收利用，是目前钛的回收利用率低的主要原因。所以，要提高钛资源的利用率，除了提高磁尾钛的回收率外，还应大力加强高炉钛渣中钛的回收利用技术开发。根据研究表明：高钛炉渣中钛的经济、有效回收途径应是走选冶联合的工艺技术路线。