陕西某选铁尾矿中钛资源综合回收试验研究

黄晓毅，杨平伟，杨超群，罗小新，范予晨

（陕西冶金设计研究院有限公司，陕西 西安 710032）

近年来，随着我国循环经济促进法的实施，铁矿选别之后的尾矿综合利用水平不断提高，主要集中在尾矿有价成分再回收和制作建筑材料两个方面[1，2]。陕西某铁矿采用阶段磨矿阶段选别的工艺流程回收了磁铁矿，选别工艺为一段磨矿细度为-200目占55%，螺旋分级机分级，一次粗选，一次精选；精矿进入二段磨矿，磨矿细度为-200 目占80%，两次精选，获得铁精矿。通过对各阶段的磁选尾矿进行化学分析，可知该尾矿中钛含量较高，具有综合回收利用价值。选铁尾矿中钛矿物的选别一般比较困难，赵文迪等[3]通过分析大量文献资料，认为联合工艺比单一的选别工艺更有效。张松等[4]认为组合药剂存在协同效应，选别效果更好。谢其春等[5]在攀枝花白马矿区针对低品位钛铁矿采用“原矿分级-强磁-重选-强磁-浮选”工艺取得良好选别指标。本文在前人的研究基础上，采用重选、磁选、浮选等工艺，研究了陕西某选铁尾矿中钛资源的综合回收利用。

图1 选铁尾矿中钛铁矿粒度分布曲线

1 试样性质

陕西某选铁尾矿中金属矿物主要有钛铁矿、钛磁铁矿、少量的黄铁矿和磁黄铁矿以及微量的褐铁矿，占矿物总量的29.1%。脉石矿物主要为斜长石、透辉石、角闪石。

该选铁尾矿多元素化学分析结果见表1，物相分析结果见表2。

表1 多元素化学分析结果

表2 物相分析结果

由表1、表2 可知，选铁尾矿中钛元素主要赋存于钛铁矿中，占有率达72.71%，是综合回收的主要目的矿物。

该选铁尾矿中钛铁矿、钛磁铁矿的粒度分布曲线见图1、图2 所示。

图2 选铁尾矿中钛磁铁矿粒度分布曲线

从图1、图2 可知，钛铁矿的粒度较均匀，主要粒度范围在0.02mm～0.16mm，属细粒较均匀嵌布类型；而钛磁铁矿粒度较细，各粒级含量差别不大，多小于0.074mm。

2 试验结果与讨论

根据工艺矿物学研究结果，试验研究主要进行了高梯度强磁选抛尾试验、螺旋溜槽重选抛尾试验、精选浮选工艺以及浮选药剂试验。

2.1 高梯度强磁选抛尾试验

利用矿物的磁特性进行抛尾，对原料进行强磁选抛尾试验，试验流程见图3，试验结果见表3。

图3 原料强磁选抛尾试验流程

表3 原料强磁选抛尾试验结果

2.2 螺旋溜槽抛尾试验

利用矿物的比重特性进行抛尾，对原料进行螺旋溜槽抛尾试验，试验流程见图4，试验结果见表4 所示。

图4 原料螺旋溜槽抛尾试验流程图

表4 原料螺旋溜槽试验结果

通过试验结果的对比，可以看出，高梯度强磁选工艺可达到粗选抛尾的目的，且品位、回收率较理想。

2.3 强磁选不同场强抛尾试验研究

针对强磁选抛尾流程，试验了1400Oe、2700Oe、3600Oe、4600Oe 不同磁场强度，试验结果见图5 所示。

图5 不同场强磁选试验结果

从表可知，随着磁场强度的增加，精矿品位降低，但回收率增加，综合考虑确定磁场强度为1400Oe，可达到粗选的目的，且回收率达到82.16%。

2.4 浮选试验

钛浮选试验主要进行了浮选工艺流程、浮选药剂种类及用量试验。试验最终确定的工艺流程为：一次粗选、二次扫选、三次精选。试验流图见图6，试验结果见表5。

图6 钛浮选工艺试验流程图

表5 钛浮选试验结果

试验结果表明，强磁抛尾后进行浮选作业，采用一次粗选、二次扫选、三次精选的浮选工艺流程，可以获得钛品位46.22%，作业回收率64.22%，总回收率35.86%的钛精矿。

3 结论

（1）通过对陕西某铁矿选别尾矿赋存钛元素的回收研究可知，回收目的矿物为钛铁矿，含钛矿物的主要粒度范围在0.02mm～0.16mm，属细粒较均匀嵌布类型。

（2）强磁抛尾和重选抛尾效果均较好，但重选设备螺旋溜槽单台设备处理量小，占地面积大，因此优先考虑强磁抛尾。

（3）选铁尾矿经强磁抛废后进行浮选提质，可以获得钛品位46.22%，作业回收率64.22%，总回收率35.86%的钛精矿。