攀枝花低品位钒铁磁铁矿钛组合捕收剂研究

王录锋 ,张高庆

（攀枝花学院钒钛学院，四川 攀枝花 617000）

攀西地区钒钛磁铁矿资源储量巨大，分布集中，主要分布在攀枝花、白马、红格和太和。已探明的矿区共16处，其中大型8处、中型6处、小型2处。据最新已查明的钒钛磁铁矿矿石储量为94.18×108 t。其中钛资源储量5.4亿t，居世界第一[1]。

攀枝花在钒钛磁铁矿资源综合利用已取得了重大成就。五十多年的开发综合利用，钛资源利用率相对偏低[2-3]。近年来是国内外对钛后端产品的开发日益民用化，急需提高钛资源的回收率。攀西三大主要矿区丢弃大量的低品位的钒钛磁铁矿，少部分被小型企业通过磁选重选联合回收少部分的钛和铁，其大部分当尾矿丢弃[4-5]。钛捕收剂研发水平是主要的瓶颈[6-7]，发展历程由单一到组合钛捕收剂，高到低价格，污染重及气味大到绿色环保，今后的发展方向组合钛捕收剂适应性更强。故本研究重点是绿色环保、低价和低品位杂钒钛磁铁矿选钛捕收剂。

1 试验方法和过程

1.1 原矿矿物分析

原矿为攀枝花兰尖矿，通过对其进行SEM和化学成分检测分析其主要有用矿物为钛铁矿和钛磁铁矿，脉石矿物主要是橄榄石和辉石。

原矿的化学检测成分见表1，矿样SEM和XRD分析结果见图1、2。

表1 矿样化学成分/%Table 1 Chemical components of crude samples

图1 原矿显微结构Fig .1 Microstructure of crude samples

图2 原矿XRD图谱Fig .2 XRD pattern of crude samples

图1 分别为1000倍和500倍下SEM结果，钛铁矿及钛磁铁矿以单矿物零星分布为主，连生体矿物多为包裹及侵染嵌布在硅酸盐基体上。由图2可知，该原矿中主要矿物为磁铁矿、钛铁矿，主要脉石矿物为钛辉石、绿泥石和长石。

1.2 试验过程

为使低品位钛铁矿矿物充分解离并达到合适的选别粒度，磨矿细度为-0.075 mm 80%。结合攀西地区钒钛磁铁矿选钛工艺[8]，预先除铁、强磁富集钛铁矿和浮选脱硫，对后续的浮选钛作业较为有利。故先弱-强磁选结果见表2、3。

表2 弱磁选试验结果Table 2 Test results of low-intensity magnetic separation

表3 强磁试验结果Table 3 Test results of high-intensity magnetic separation

为研究组合捕收剂，浮选的采用单因素试验，条件试验流程见图3。

图3 选钛条件试验流程Fig.3 Test process for titanium flotation condition

2 试验结果及分析

2.1 选钛捕收剂MOH用量试验

选钛捕收剂MOH用量条件试验获得的钛精矿中TiO2品位和回收率趋势见图4。

图4 MOH用量试验结果Fig .4 Test results of MOH dosage

在pH值=5条件下，可知随着MOH用量的增加钛精矿品位逐渐增加，但用量超过2000 g/t后品位开始下降；回收率先增加后逐渐趋于平稳。综合捕收能力和选择性，认为MOH较适用量为2000 g/t，在此条件下可获得TiO2品位19.02%和回收率63.26%的钛精矿。

一个流域可能涉及多个行政区，同样，一个行政区也可能涉及多个流域。当某个行政区涉及多个流域时，作为该行政区整体的限制“入河污染物总量”等于各流域的分配限额之和。一般认为，行政区的“水污染物排放总量”不等于其“入河污染物总量”，两者关系式如下：

2.2 MOH与水杨羟肟酸组合

固定组合药剂总用量为2000 g/t，pH=5。组合药剂组成比例对钛矿物可浮性的影响见图5。

图5 MOH与水杨羟肟酸组合试验结果Fig .5 Results of MOH and salicylate acid combination test

结果表明，随着组合药剂中水杨羟肟酸含量的增加，钛精矿品位的波动较大，当比例小于60%时，随比例的增加TiO2的品位逐渐降低，比例大于60%后，TiO2品位开始上升；TiO2回收率较稳定，在65%上下波动。综合捕收能力和选择性，MOH与水杨羟肟酸的比例为1:4时选别效果相对较好，可获得TiO2品位19.2%和回收率69.28%的钛精矿。

2.3 MOH与煤油组合

MOH与煤油组合浮选试验结果见图6。

图6 MOH与煤油组合试验结果Fig .6 Results of MOH and kerosene combination test

在pH值=5条件下，随着煤油在组合药剂中含量的增加，TiO2的品位和回收率先增加后减少。综合捕收性能和选择性认为，MOH与煤油的比例为3:2时选别效果相对较好，可获得TiO2的品位19.1%，回收率73.91%的钛精矿。

2.4 MOH与油酸钠组合

pH值=5条件下，MOH与油酸钠组合浮选试验结果见图7。

图7 MOH与油酸钠组合试验结果Fig .7 Results of MOH and sodium oleate combination test

油酸钠在组合捕收剂中含量小于40%时，钛精矿品位下降较明显，回收率趋于平稳，随油酸钠在组合捕收剂中的增加，钛精矿的品位与回收率同时增加，当油酸钠含量超过60%时品位增加不明显。综合捕收性能和选择性认为MOH与油酸钠的比例为1:4时选别效果相对较好，可获得TiO2的品位16.23%，回收率74.85%的钛精矿。

2.5 MOH与氧化石蜡皂组合

pH=5条件下，MOH与氧化石蜡皂组合浮选试验结果见图8。

图8 MOH与氧化石钠皂组合试验结果Fig. 8 Results of MOH and sodium oxide soap combination test

随着氧化石钠皂在组合药剂中含量的增加钛精矿品位先增加后减少，回收率的先增加后趋于平稳，综合捕收性能和选择性认为MOH与氧化石蜡皂的比例为2:3时选别效果相对较好，可获得TiO2的品位14.53%，回收率60.49%的钛精矿。

2.6 LT用量试验

图9 LT用量试验结果Fig .9 Test results of LT dosage

随着LT用量的增加钛精矿品位逐渐减少，回收率先增加后逐渐趋于平稳，综合捕收性能和选择性认为LT最适用量为1800 g/t，获得TiO2的品位20.02%，回收率70.91%的钛精矿。

2.7 pH值试验

钛捕收剂其捕收性发挥最大化对pH值有特定要求[9]，对LT组合捕收剂进行了硫酸用量试验，见图10。

图10 pH用量试验结果Fig. 10 Test results of pH dosage

从图10可知，pH值从4.0至6.0时钛精矿TiO2品位增加，回收率也增加。当pH值上升到6.0，随着pH值升高，精矿品位显著下降，回收率变化不明显。确定较佳pH值为5.5左右，对应的硫酸用量为1200 g/t。

2.8 开路试验

在确定各药剂较佳条件试验基础上进行了开路试验，流程见图11，结果见表4。

表 4 开路试验结果Table 4 Test results of open- circuit flotation

图11 开路试验流程Fig .11 Test process of open circuit flotation

表4结果表明，通过图11预先脱硫一粗五精的开路流程可以得到TiO2品位为44.12%，产率为7.17%，回收率为22.23%的钛精矿产品。

2.9 闭路试验

在条件试验和开路试验基础上进行预先脱硫一粗五精两扫闭路试验工艺流程研究，流程见图12，结果见表5。

图12 闭路试验流程Fig .12 Test process of the closed-circuit flotation

表5 闭路试验结果Table 5 Results of closed-circuit flotation test

闭路试验可获得TiO2品位40.35%、回收率85.13%的钛精矿，LT组合捕收剂效果较好。

3 结 论

（1）鉴于该钒钛磁铁矿品位低，脉石矿物主要为橄榄石和辉石含量高，钛铁矿嵌布粒度较细，磨矿细度-0.075 mm 80%；弱磁除铁强磁富集钛和浮选工艺取得较好指标。

（2）MOH与煤油、水杨羟肟酸均正协同效应，油酸钠、氧化石蜡皂与MOH组合所产生的协同效应不明显。水杨羟肟酸、油酸钠、氧化石蜡皂均与MOH相容性差，而煤油相容性较好；新型组合捕收剂LT按配比3:2为MOH与煤油。

（3）弱磁除铁及强磁富集后得到了TiO2品位为15.29%的入浮物料，在矿浆浓度25%，水玻璃用量1400 g/t，黄药用量100 g/t硫酸用量1200 g/t，捕收剂LT用量1800 g/t的条件下，经过浮选脱硫，一粗五精的闭路流程后可获得TiO2品位40.35%、回收率85.13%的钛精矿。故LT组合捕收剂应用于攀西低品位钒钛磁铁矿选钛可达到较理想结果。