残坡积型钛铁矿砂矿粗选工艺的研究解析

2020-12-09邹建林

中国金属通报 2020年2期

关键词：原矿磁选矿体

邹建林，赵鹏

（湖北省核工业地质局，湖北孝感 432100）

云南省武定县梅子箐钛铁砂矿资源丰富，在进行矿产资源开发过程中，要对矿产资源进行详细分析，依据矿产资源情况，选择合理粗选工艺，实现对钛铁矿砂的采选，这对于云南钛工艺发展，以及满足钛铁矿需求都具有现实意义。

1 矿区地质

矿区大地构造位置属于扬子准地台（一级）、康滇古隆起（二级），武定—易门隆褶区（三级）东缘。南北向的区域构造不但控制着震旦系及以后的地层分布，同时也控制着区内褶皱、断裂及岩浆岩的展布[1-3]。

武定县梅子箐钛铁砂矿区位于南北向（350°～0°）插甸—干河压扭性平移—逆断层（汤郎—易门大断裂其中一段）以东，长岭岗—夭鹰水库断层呈北东向（30°～40°）从该矿区西侧通过，插甸—干河断层、长岭岗—夭鹰水库断层呈北东向（30°～40°）从该矿区西侧通过，插甸—干河断层、长岭岗—夭鹰水库断层，组成“入”字形构造，是矿区各期岩浆、热液活动的通道，老熊阱向斜位于矿区东部古柏—老熊阱一带，该向斜西接长岭岗—夭鹰水库断裂，东连矿区南东侧麦良田背斜，为一轴面近于直立的对称状褶皱。矿区地质构造形态中等一复杂，华力西期浅成侵入的含钛的辉绿辉长基性岩体（V4），是矿区的矿岩层。

2 矿体特征

梅子箐钛铁砂矿产于第四系含钛辉绿辉长岩风化壳残坡积层中，共圈定V1、V2、V3三条钛铁砂矿体。V1经139个钻孔及19个浅井工程揭控，矿体面积0.36km2，V2经69个钻孔及10个浅井工程揭控，矿体面积0.34km2，V3经133个钻孔及11个浅井工程揭控，矿体面积0.79km2，矿区3条矿体平面上出露形态均不规则。由于矿体均为风化壳残坡积层钛铁砂矿，因此各矿体顶板均直接裸露地表，矿体底板均凹凸不平，其凹凸形状又不等同于地貌形态，山顶、微沟及缓坡地带由于搬运作用较小，岩体风化深度较深，风化壳残坡积层厚度大，矿体厚度大，矿体底板等高线与地形等高线相比更为宽缓，而坡度相对较大的地带，由于搬运作用较强，岩体风化较浅，矿体厚度相对较小，因而矿体底板等高线与地形等高线更为接近。

矿体规模V1、V2、V3三个矿体均为中型，属形态不规则、宽度变化稳定～不稳定，厚度变化稳定～较稳定、有用组分分布均匀的含钛辉绿辉长岩风化壳残坡积钛铁矿砂体[4]。

3 矿石质量

矿区红土层、砂土层、淋滤层钛铁砂矿矿石金属矿物：主要有钛铁矿、褐铁矿、钛磁铁矿、金红石及少量黄铁矿。非金属矿物有斜长石、辉石、角闪石、绿泥石及磷灰石、黑云母及铁泥质粘土矿物组成。

矿石具它形-半自形粒状结构、蚀变残余结构、包含结构及碎裂状结构；土状构造、砂土状构造及半砂土状构造。

主元素单工程含矿率钛铁矿12.25kg/m3～158.30kg/m3，平均65.20kg/m3；共生金红石2.68kg/m3～41.66kg/m3，平均13.58kg/m3；伴生钛磁铁矿2.23kg/m3～75.94kg/m3，平均35.90kg/m3；是选矿主要回收矿物。

区内采取的红土矿层（V1-3H1）、砂土矿层（V1-3S1）、淋滤矿层（V1-3l1）采集化学全分析、光谱分析及选矿试验样中的多元素分析结果具有如下特点：

有害元素磷0.091%～0.31%、硫最大0.20%、砷含量1.56×10-6，9.42×10-6，平均值3.35×10-6，说明有害元素含量均较低，未超标。

其他稀有金属元素锆（Zr）、钪（Sc）、镍（Ni）、钴（Co）含量值均较低，目前无利用价值。

4 钛铁矿砂矿粗选工艺

根据矿石性质，MX1、MX2、MX3开展了高梯度强磁、擦洗脱泥和螺旋溜槽三种工艺进行选钛抛尾对比试验，以及“高梯度强磁—分级摇床”工艺精选钛的探索试验，确定了“擦洗脱泥—弱磁选铁—强磁选—分级摇床选钛”联合流程是适合矿石性质的选钛、铁。试验结果如下：

（1）MX1擦洗脱泥—弱磁选铁—强磁选—分级摇床选钛联合流程试验结果：铁精矿、钛精矿、中矿1、中矿2、尾矿、原矿的产率分别为1.35%、4.01%、1.09%、0.30%、93.25%、100.00%；TFe的回收率分别为5.17%、0%、2.24%、0%、0%、100.00%；TiO2的回收率分别为6.12%、39.04%、6.61%、1.08%、47.15%、100.00%。

（2）MX2擦洗脱泥—弱磁选铁—强磁选—分级摇床选钛联合流程试验结果：铁精矿、钛精矿、中矿1、中矿2、尾矿、原矿的产率分别为2.37%、4.61%、1.87%、0.69%、90.46%、100.00%；TFe的回收率分别为8.96%、11.96%、4.26%、0%、0%、4.26%；TiO2的回收率分别为8.45%、43.82%、7.69%、3.07%、36.97%、100.00%。

（3）MX3擦洗脱泥—弱磁选铁—强磁选—分级摇床选钛联合流程试验结果：铁精矿、钛精矿、中矿1、中矿2、中矿3、尾矿、原矿的产率分别为1.72%、2.49%、0.91%、4.14%、8.05%、82.70%、100.00%；TFe的回收率分别为7.40%、7.78%、2.66%、6.22%、0%、0%、100.00%；TiO2的回收率分别为9.01%、28.29%、4.26%、7.25%、16.48%、34.70%、100.00%。

在较佳的分选条件下，MX1原矿经“擦洗脱泥—弱磁选—强磁选—分级摇床选钛”联合流程选别后，获得钛精矿产率4.61%、TiO246.58%、对全钛回收率43.82%，对钛铁矿相回收率为80.37%；铁精矿产率2.37%、TFe50.95%、对全铁回收率8.96%、对磁性铁回收率为94.32%的技术经济指标。主元素钛得到了较好的回收，伴生有益元素铁也得到了较好的综合回收利用[5]。

在较佳的分选条件下，MX2原矿经“擦洗脱泥—弱磁选—强磁选—分级摇床选钛”联合流程选别后，获得钛精矿产率4.61%、TiO246.58%、对全钛回收率43.82%，对钛铁矿相回收率为80.37%；铁精矿产率2.37%、TFe50.95%、对全铁回收率8.96%、对磁性铁回收率为94.32%的技术经济指标。主元素钛得到了较好的回收，伴生有益元素铁也得到了较好的综合回收利用。MX1原矿入选品位TiO25.07%、TFe13.39%，含P0.12%、CaO0.36%、MgO0.70%；MX2原矿入选品位TiO25.16%、TFe13.52%，含P0.20%、CaO1.49%、MgO1.69%；MX3原矿入选品位TiO24.00%、TFe10.56%，含P0.26%、CaO6.07%、MgO3.49%。

在进行钛铁矿砂矿粗选过程中，要对矿区资源情况进行详细分析，针对具体情况，最终选择一种合理的粗选工艺，完成采选作业。