CN107649278B - 一种低品位含钛磁铁矿的分选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低品位含钛磁铁矿的分选方法，将中碎破碎后的物料给入干式磁选作业，排出的干式磁选尾矿；对干式磁选精矿进行一段磨矿－弱磁粗选－弱磁精选，获得铁精矿品位≥60％的磁铁矿精矿；弱磁粗选、弱磁精选的尾矿合并为选钛给矿；对选钛给矿先进行一段强磁选，将获得的一段强磁选精矿给入二段磨矿－二段强磁选－弱磁选除铁作业，抛出二段强磁选尾矿，排出弱磁选除铁产品；弱磁选除铁后的尾矿作为钛浮选的给矿；钛浮选采用一粗四精一扫、中矿顺次返回的正浮选流程，抛出浮选扫选尾矿，获得TiO2品位≥46％的钛精矿。该方法具有节能效果好、处理量大、适应性强、综合利用率高、经济效益好等优点，可在类似矿山推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛、铁矿石的分离、富集选矿方法，特别适用于从低品位含钛磁铁矿中综合回收磁铁矿和钛铁矿。
背景技术
我国钛资源相当丰富，约占世界总储量的48％，其中，钛铁矿储量占我国钛资源的比例高达98％。虽然我国钛铁矿资源很丰富，但绝大部分属于低品位的原生矿，且大多嵌布粒度较细，常与磁铁矿共伴生，矿石性质复杂，属于难选矿石。随着经济社会的发展，我国各项基础建设对钛资源的需求量越来越大，优质钛资源短缺已成为不争的事实，为满足国内钛工业的需求，我国每年需要进口数百万吨钛矿。因此，对低品位钛铁矿的选矿方法研究意义重大。
当前，钛铁矿主要分选方式有重选、磁选、电选、浮选及联合等方法。重选法适用于粗粒级浸染和细粒级集合浸染的钛铁矿，进过粗碎和中碎后，可通过重选设备，如螺旋溜槽、摇床等，抛弃大量脉石和脱泥。磁选法回收钛铁矿，是在一定场强下磁选时，钛铁矿中的脉石矿物和一部分细粒含铁硅酸盐矿物很容易被抛入尾矿中，通过强磁选可有效分离钛铁矿与脉石矿物，达到富集钛金属并能处理重选难富集的钛铁矿的目的，常用于精选、抛尾等环节。浮选法回收钛铁矿，，主要用于原生钛矿精选环节或细粒级钛铁矿的选别环节，包括常规浮选、絮凝浮选、团聚浮选和载体浮选等。电选法回收钛铁矿，主要是处理经重选、磁选产出的含有钛辉石等非导电杂质的粗精矿，广泛用于精选环节。电选对钛铁矿粒度有要求，下限为0.04mm，电选前需进行加温、辐射照射等预处理。联合方法回收钛铁矿，主要方法有磁选－浮选、重选－浮选、磁选－重选、重选－磁选－浮选－电选等。
低品位钛铁矿石由于有用元素含量低、结晶粒度细、矿物组成复杂，因此选矿难度很大。虽然目前很多研究单位已开展了很多的研究工作，也取得了很多重要的研究成果，但尚存在以下不足：
(1)磨前预选工艺研究深度不够。磨前预选工艺可以有效提高入磨品位、减少磨矿量，因此在低品位磁铁矿选矿中得到广泛应用，但由于受强磁大块预选设备的限制，弱磁性的钛铁矿预选工艺特别是大块预选工艺应用不多，从而造成低品位钛铁矿磨矿成本过高。考虑到钛铁矿和磁铁矿往往紧密共生，在合理的破碎粒度下采用弱磁选设备对其进行预选是有可能实现的，因此有必要对其进行深入研究。
(2)弱磁选和强磁选的配置方式单一。在常规的选矿过程中，弱磁选作业通常设在强磁选作业之前，主要是为了提前分选出强磁性矿物，避免强磁机被堵塞。该配置方式对于强磁性矿物含量较多时是合适的，但对于钛铁矿入浮前的除铁作业，由于强磁性矿物含量很低，若仍将弱磁选除铁作业设在强磁选之前将会大幅增加弱磁选设备数量，造成投资成本过高。因此，应当将钛铁矿的矿石性质和具体的分选过程相结合对该配置方式进行优化。
(3)常规钛铁矿捕收剂分选效率不高。浮选法是回收细粒级低品位钛铁矿的有效方法，而提高浮选效果的关键在于采用高效的捕收剂。油酸及其皂类是最常用的钛铁矿捕收剂，技术成熟可靠，通过升温、增加氧气含量或添加乳化剂等方式能提高其捕收性能，缺点是耗药量较大、选择性差；氧化石蜡皂虽然来源广，成本低，可代替油酸，常温下需乳化提升其捕收效果，但精矿品位低、指标稳定性差。因此，要实现钛铁矿的高效分选，必须研究采用新型高效捕收剂。
为了提高低品位钛铁矿的选矿技术指标，《现代矿业》2013年第6期刊登的“某低品位钛铁矿选矿工艺试验”一文中，针对四川某钒钛磁铁矿选铁尾矿钛品位低、矿物组成复杂、常规选别工艺成本高、不具有开发价值等情况，对此钛铁矿进行了粗选和精选工艺试验研究。试验结果表明:采用圆锥选矿机重选-高梯度强磁选-磨矿-弱磁选-高梯度强磁选-脱硫浮选-钛浮选工艺流程，在原矿TiO2品位为5.76％的条件下，获得了TiO2品位为47.65％，TiO2回收率为41.29％的钛铁精矿。但该选矿工艺存在着尾矿量大(尾矿产率高达95.01％)、选矿流程长，流程结构较为复杂，能耗高，选矿成本高，且不适合对铁、钛铁矿的综合回收等问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种节能效果好、处理量大、适应性强，能够综合回收铁精矿、钛精矿、尾矿混凝土骨料，矿石综合利用率高、经济效益好的低品位含钛磁铁矿的分选方法。
为实现本发明的上述目的，本发明一种低品位含钛磁铁矿的分选方法采用的技术方案是：
本发明一种低品位含钛磁铁矿的分选方法，将铁品位≤20％、TiO2品位≤8％的低品位含钛磁铁矿原矿经中碎破碎至50～0mm粒级，并采用以下工艺步骤：
1)将中碎破碎后的物料给入干式磁选作业，排出的干式磁选尾矿作为混凝土骨料；对获得的干式磁选精矿进行一段磨矿－弱磁粗选－弱磁精选，获得铁精矿品位≥60％的磁铁矿精矿；弱磁粗选、弱磁精选的尾矿合并后作为选钛给矿；
所述永磁干式磁选作业采用稀土永磁干式滚筒式磁选机，该磁选机皮带表面的磁感应强度在0.24～0.28T范围，筒表线速度控制在2.4～2.8m/s；弱磁粗选、弱磁精选的磁感应强度分别为：0.19～0.22T、0.17～0.19T。
2)对选钛给矿先进行一段强磁选，抛出一段强磁选尾矿；将获得的一段强磁选精矿给入二段磨矿－二段强磁选－弱磁选除铁作业，抛出二段强磁选尾矿，排出弱磁选除铁产品；弱磁选除铁后的尾矿作为钛浮选作业的给矿；
所述的一段强磁选采用电磁脉动高梯度强磁选机，磁感应强度为0.8～1.0T；二段强磁选采用永磁脉动高梯度磁选机，磁感应强度为0.26～0.33T；弱磁选除铁作业采用中场强湿式永磁筒式磁选机，磁感应强度为0.2～0.23T。
3)钛浮选作业采用一粗四精一扫、中矿顺次返回的正浮选流程，抛出浮选扫选尾矿，获得TiO2品位≥46％的钛精矿；按钛浮选作业给矿计算的各作业药剂用量为：
浮选粗选：硫酸400～450g/t，MT 620～680g/t；浮选精选Ⅰ：硫酸55～60g/t，MOH30～35g/t；浮选精选Ⅱ：硫酸30～35g/t，MOH 15～20g/t；浮选精选Ⅲ：硫酸15～20g/t，MOH7～8g/t；浮选扫选：硫酸60～65g/t，MOH 90～95g/t；所述的MT是将草酸与MOH以质量比1：2.7～3.2复配而成。
步骤1)中的一段磨矿的磨矿细度为－0.076㎜60％～65％，步骤2)中的二段磨矿的磨矿细度为－0.076㎜85％～90％。
所述的MT是将草酸与MOH以质量比1：2.9～3.1复配而成，以1:3为最佳。
与现有技术相比，本发明一种低品位含钛磁铁矿的分选方法具有以下有益效果：
(1)采用干式磁选作业，不仅可以获得产率约30％的混凝土骨料，还有效减少后续作业处理量、提高入选品位、减少细粒尾矿排放量。
(2)采用阶段磨矿阶段选别的选矿工艺，可有效防止过磨、提前获得合格铁精矿，有利于节能降耗。
(3)在浮选之前采用强磁选抛尾和弱磁选除铁，不仅可以有效减少入浮矿量，还可以提高入浮品位，改善浮选效果。
(4)由于弱磁选除铁作业的精矿量远远低于二段强磁选精矿量，因此将弱磁选作业设在强磁选作业之后，这一打破常规的配置方式可以大幅减少弱磁选设备台数，是一种大胆而有益的创新。
(5)本方法采用的磁选——浮选联合工艺，与传统的磁选——重选工艺相比，具有处理量大、富集比高、适应性强的优点，因此非常适合对低品位钛铁矿的回收。
(6)浮选粗选作业采用复配药剂MT作为选钛捕收剂，试验表明其选别指标明显优于单一的MOH药剂。其原因可能为MT中的草酸组分本身就是脉石矿物的良好抑制剂，同时其电离出的氢离子又可以清洗钛铁矿表面的碱性亲水膜，促进其与MOH的作用；此外草酸根还可以络合矿浆中的多种有害阳离子，为矿物分离创造了良好的矿浆环境，这些因素最终使复配药剂的浮选性能明显优于单一的MOH。另外，由于精选和扫选作业并未有新鲜的矿浆流入，矿浆中的有害离子含量不高，因此采用单一的MOH作为捕收剂即可。
(7)通过本发明提供的方法，可使我国大量的低品位钛铁矿石得到了充分利用，不仅可以为建材行业提供混凝土骨料，还可为冶金行业提供铁精矿和钛精矿，这对缓解我国铁钛资源供应不足的局面具有重要意义。
附图说明
图1为本发明一种低品位含钛磁铁矿的分选方法之选铁工艺数质量流程图；
图2为本发明一种低品位含钛磁铁矿的分选方法之选钛工艺数质量流程图。
具体实施方式
为描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种低品位含钛磁铁矿的分选方法做进一步详细说明。
本实施例中的处理对象是国内某低品位钛铁矿石。对该矿石进行多元素分析和铁、钛物相分析，结果见表1～3。
表1 原矿多元素分析结果％
表2 原矿铁物相分析结果％
表3 原矿钛物相分析结果％
分析结果表明，该矿石的铁、钛含量均较低，其中铁品位为19.86％，TiO2品位为7.09％，主要有用矿物为钛磁铁矿和赤褐铁矿，其次为钛铁矿。
由图1所示的本发明一种低品位含钛磁铁矿的分选方法之选铁工艺数质量流程图并结合图2可知，本发明一种低品位含钛磁铁矿的分选方法采用的是原矿中碎—干式磁选—磨矿—弱磁选铁—强磁选—磨矿—强磁选—弱磁选除铁—浮选选钛的技术方案，包括以下步骤：
1)将全铁品位19.67％、TiO2品位7.06％的低品位含钛磁铁矿破碎至50～0mm，进行干式磁选，磁感应强度为0.25T，筒表线速度为2.5m/s，档板间距为800mm，可获全铁品位22.95％、TiO2品位8.31％的粗精矿以及产率31.35％的混凝土骨料。
2)将步骤1)所得的粗精矿磨至-0.076mm占60％，进行湿式弱磁粗选和精选，粗选磁感应强度为0.2T，精选磁感应强度为0.18T，可获全铁品位61.71％的铁精矿。
3)将步骤2)中的磁选尾矿进行一段湿式强磁选，磁感应强度为0.8T，可获TiO2品位13.54％的粗精矿。
4)将步骤3)所得的粗精矿磨至－0.076mm 85％，进行二段湿式强磁选，磁感应强度为0.3T，可获TiO2品位21.37％的粗精矿。
5)将步骤4)所得的粗精矿进行弱磁选除铁，磁感应强度为0.2T，可获TiO2品位21.57％的弱磁尾矿。
6)将步骤5)所得的弱磁尾矿进行正浮选，浮选采用一粗四精一扫、中矿顺次返回流程，各作业药剂用量为：浮选粗选(硫酸:450g/t，MT:600g/t，其中：草酸与MOH以质量比以1：3进行复配)、浮选精选Ⅰ(硫酸:60g/t，MOH:30g/t)、浮选精选Ⅱ(硫酸:30g/t，MOH:15g/t)、浮选精选Ⅲ(硫酸:15g/t，MOH:7.5g/t)、浮选扫选(硫酸:60g/t，MOH:90g/t)。经浮选后，可获TiO2品位46.22％、作业回收率38.34％的钛精矿，取得了意想不到的技术效果和经济效果。
本发明还进行了试验对比，浮选粗选采用的药剂为：
对比例1：硫酸450g/t，MOH 600g/t；对比例2：硫酸450g/t，MOH 450g/t。
对比例1获得的钛精矿中的二氧化钛品位仅为43.23％，作业回收率为36.86％；对比例2获得的钛精矿中的二氧化钛品位仅为44.85％，作业回收率仅为35.32％。
Claims (3)
1.一种低品位含钛磁铁矿的分选方法，将铁品位≤20％、TiO2品位≤8％的低品位含钛磁铁矿原矿经中碎破碎至50～0mm粒级，其特征在于还采用以下工艺步骤：
1)将中碎破碎后的物料给入干式磁选作业，排出的干式磁选尾矿作为混凝土骨料；对获得的干式磁选精矿进行一段磨矿－弱磁粗选－弱磁精选，获得铁精矿品位≥60％的磁铁矿精矿；弱磁粗选、弱磁精选的尾矿合并后作为选钛给矿；
所述永磁干式磁选作业采用稀土永磁干式滚筒式磁选机，该磁选机皮带表面的磁感应强度在0.24～0.28T范围，筒表线速度控制在2.4～2.8m/s；弱磁粗选、弱磁精选的磁感应强度分别为：0.19～0.22T、0.17～0.19T；
2)对选钛给矿先进行一段强磁选，抛出一段强磁选尾矿；将获得的一段强磁选精矿给入二段磨矿－二段强磁选－弱磁选除铁作业，抛出二段强磁选尾矿，排出弱磁选除铁产品；弱磁选除铁后的尾矿作为钛浮选作业的给矿；
所述的一段强磁选采用电磁脉动高梯度强磁选机，磁感应强度为0.8～1.0T；二段强磁选采用永磁脉动高梯度磁选机，磁感应强度为0.26～0.33T；弱磁选除铁作业采用中场强湿式永磁筒式磁选机，磁感应强度为0.2～0.23T；
3)钛浮选作业采用一粗四精一扫、中矿顺次返回的正浮选流程，抛出浮选扫选尾矿，获得TiO2品位≥46％的钛精矿；按钛浮选作业给矿计算的各作业药剂用量为：
浮选粗选：硫酸400～450g/t，MT 620～680g/t；浮选精选Ⅰ：硫酸55～60g/t，MOH 30～35g/t；浮选精选Ⅱ：硫酸30～35g/t，MOH 15～20g/t；浮选精选Ⅲ：硫酸15～20g/t，MOH 7～8g/t；浮选扫选：硫酸60～65g/t，MOH 90～95g/t；所述的MT是将草酸与MOH以质量比1：2.7～3.2复配而成。
2.如权利要求1所述的一种低品位含钛磁铁矿的分选方法，其特征在于：步骤1)中的一段磨矿的磨矿细度为－0.076㎜60％～65％，步骤2)中的二段磨矿的磨矿细度为－0.076㎜85％～90％。
3.如权利要求1或2所述的一种低品位含钛磁铁矿的分选方法，其特征在于：所述的MT是将草酸与MOH以质量比1：2.9～3.1复配而成。
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