某钛铁矿石选矿流程优化研究

江 涛 古 彦 李廷伟 王维清

（1.川威集团矿业总公司；2.西南科技大学环境与资源学院）

我国钛铁矿资源丰富，主要分布在四川、云南、黑龙江及河北等地［1］。目前，一般采用阶磨阶选工艺回收钛铁矿中钛磁铁矿，再通过强磁选+浮选工艺回收钛铁矿［2-15］。

攀枝花某钒钛磁铁矿选厂在回收钛铁矿过程中，采用高频振动筛分级，用于控制有用矿物过磨等。高频振动筛筛孔大小非常重要，筛孔过小，浮选给矿粒度太细，次生泥含量大，精矿品位难以提高；筛孔过大，浮选给矿粒度太粗，不利于粗粒级有用矿物回收，浮选尾矿钛含量较高［16-17］。针对这一问题，开展了选矿流程的优化研究。

1 调整高频振动筛筛孔尺寸

选厂钛铁矿回收流程：现场选铁尾矿经一段强磁粗选抛尾，粗精矿闭路再磨（高频振动筛检查分级），筛下二段强磁精选，二段强磁选精矿即为浮钛给矿，浮选采用1 粗2 扫3 精、中矿顺序返回闭路流程，获得钛精矿产品。

前期选矿生产采用孔宽0.18 mm 的高频振动筛进行筛分，该流程浮选给矿、浮选精矿和浮选尾矿筛析结果见表1。

从表1 可以看出，浮选给矿-0.074 mm59.81%，粒度越细TiO2品位越高；精矿-0.074 mm79.00%，粒度越细TiO2品位越低；给矿-0.043 mm 仅25.53%，而精矿-0.043 mm 高达41.81%，精矿中的这个粒级TiO2品位较低（45.29%），从而导致浮选精矿TiO2品位低于46.50%。要想获得更高品位的钛精矿，应控制细粒级产率。

为了减少细粒级产率，将二段强磁选前的高频振动筛筛孔宽由0.18 mm 改成0.40 mm，试验结果见表2。

从表2可以看出，改造后给矿+0.10 mm 粒级产率由改造前的22.93%提升至28.83%，增加了5.90 个百分点；-0.043 mm 粒级产率由改造前25.53%降低至23.90%，降低了1.63 个百分点，但浮选精矿TiO2品位由改造前的46.15%提升至46.55%，提升了0.40 个百分点，达到了产品质量要求。但浮选尾矿TiO2品位由改造前的4.32%提高至4.87%，浮选尾矿TiO2品位有明显提高，特别是+0.10 mm 粒级产率由改造前的26.85%提升至37.41%，提升了10.56 个百分点，进一步的计算表明，该粒级TiO2品位由改造前的5.48%提升至6.88%，这是导致尾矿TiO2品位较高的主要原因。

结合表1、表2 可以看出，筛孔尺寸调整后精矿TiO2回收率下降了2 个百分点，因此必须有相应的配套措施加以控制。

2 浮选尾矿再选试验

2.1 螺旋溜槽重选试验

为了降低浮选尾矿TiO2品位，提高资源的综合利用率，首先对浮选尾矿进行了重选回收钛试验，试验设备为实验室单槽螺旋溜槽（槽宽160 mm），给矿浓度10%、给矿量5.4 L/min，溜槽出口分矿阀位置试验结果见表3，分矿阀距内缘距离30 mm 时的产品筛析结果见表4。

从表3 可知，随着分矿阀距内缘距离的缩小，精矿TiO2品位上升、回收率下降。分矿阀距内缘距离为30 mm 时，精矿TiO2品位为9.35%、回收率为38.40%，接近选厂一段强磁选给矿TiO2品位，尾矿TiO2品位3.75%，较浮选尾矿降低了1.12 个百分点。如再缩小分矿阀距内缘距离，将导致精矿产率过低、回收率进一步下降，因而确定分矿阀距内缘距离30 mm。

从表4 可知，重选精矿细粒级TiO2品位提升幅度很小，说明重选对细粒级分级效果较差；精矿+0.10 mm 粒级TiO2品位达17.19%，较给矿对应粒级提升10.31个百分点，远高于尾矿对应粒级的4.13%。

2.2 强磁选试验

螺旋溜槽精矿强磁选试验分为直接强磁选试验和球磨机擦磨后强磁选试验，试验设备为SLon-100型强磁选机。

2.2.1 直接强磁选试验

直接强磁选试验固定给矿浓度10%，给矿量5.4 L/min，磁场强度试验结果见表5。

从表5 可知，随着磁场强度的增大，强磁选精矿TiO2品位下降、回收率上升；磁场强度238.85 kA/m时，强磁选精矿TiO2品位15.82%，达到了现场一段强磁选精矿TiO2品位，TiO2作业回收率达76.21%。

2.2.2 擦磨后强磁选试验

擦磨产品强磁选试验固定给矿浓度10%，给矿量5.4 L/min，擦磨后强磁选试验结果见表6，磁场强度238.85 kA/m时的产品筛析结果见表7。

从表6 可知，与未擦磨情况下相比，相同磁场强度下的精矿TiO2品位更高，擦磨更有利于获得高品位钛精矿。

从表7可知，擦磨后强磁选给矿+0.10 mm 粒级产率18.75%，较不擦磨时的30.31%显著下降；-0.043 mm 粒级产率由不擦磨时的8.43%提高至24.62%；强磁选精矿TiO2主要富集在+0.074 mm 粒级，这部分矿物比较利于浮选；强磁选尾矿各粒级TiO2品位较给矿降幅比较大。

2.3 螺旋溜槽重选—强磁选开路全流程试验

螺旋溜槽重选—强磁选开路全流程试验采用1次螺旋溜槽重选（分矿阀距内缘距离为30 mm）—擦磨—1次强磁选（238.85 kA/m）流程，试验结果见表8。

从表8 可知，现场浮选尾矿采用1 次螺旋溜槽重选（分矿阀距内缘距离为30 mm）—擦磨—1次强磁选（238.85 kA/m）流程处理，获得了作业产率8.27%、TiO2品位和作业回收率分别为17.16%和29.13%的强磁选精矿，精矿品位达到现场一段强磁选精矿品位，重选尾矿和强磁选尾矿TiO2品位都较低。

3 结论

（1）攀枝花某钒钛磁铁矿选厂采用2段强磁选—浮选工艺回收钛铁矿，在将高频振动筛筛孔宽由0.18 mm优化至0.40 mm 后，浮选精矿TiO2品位由46.15%提升至46.55%，浮选尾矿TiO2品位由4.32%提高至4.87%，精矿TiO2回收率下降了2个百分点。

（2）为了解决钛流失问题，对浮选尾矿进行了钛回收试验，最终采用1 次螺旋溜槽重选（分矿阀距内缘距离为30 mm）—擦磨—1 次强磁选（238.85 kA/m）流程处理，获得了作业产率8.27%、TiO2品位和作业回收率分别为17.16%和29.13%的强磁选精矿，精矿品位达到现场一段强磁选精矿品位。

（3）现场工艺优化改造后，精矿品位和资源利用率得到提高，不仅企业获得了较好的经济效益，而且取得了较好的社会效益。