CN109395873A

CN109395873A - 一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法

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Publication number: CN109395873A
Application number: CN201811569823.0A
Authority: CN
Inventors: 陈俊; 王文超; 刘术民; 夏廷富; 王胜军; 肖开金; 万兴寿; 秦德贵
Original assignee: Sichuan Lomon Mining & Metallurgy Co Ltd
Current assignee: Sichuan Lomon Mining & Metallurgy Co Ltd
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本发明涉及一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，集成了多项技术，包括预先分级：可有效及时分出粗铁精矿中解离良好的合格粒级部分，提高磨机处理能力，降低产品能耗。细筛分级：三段磨矿采用细筛闭路循环磨矿，与常用旋流分级相比，实现严格按粒度分级，同时分级效率高达70%以上，有利于及时分出合格粒级，减少过磨、减少循环负荷。浓缩磁选：磨矿前采用浓缩磁选，可剔出部分弱磁性钛矿物和脉石，减少钛矿物过磨，提高钛铁矿回收率；同时提高入磨矿物品位，增加产能，降低产品成本。梯级磁选：较好的实现铁、钛分离，逐步提高铁精矿品位。

Description

一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法

技术领域

本发明属于钒钛磁铁矿石选别技术领域，涉及一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法。

背景技术

我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，主要分布在攀枝花地区、河北承德工区、陕西汉中地区、湖北郧阳、襄阳地区、广东兴宁及山西代县等地区。其中，攀枝花地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一。由于钒钛磁铁矿的矿石性质特殊，其中铁与钛呈固溶体嵌布，造成用物理选矿方法回收该类型钒钛铁精矿，达不到普通磁铁矿回收铁精矿的品位指标

现有技术，如图1所示，具有以下特点：

(1)二段粗铁精矿给入三段磨机磨矿；

(2)三段磨机排料给入筛分设备，筛上物返回三段磨机再次磨矿，形成闭路循环；

(3)筛下物给入三段粗选磁选机，粗选获得精矿给入三段精选磁选机，三段精选精矿给入铁精矿过滤系统形成产品；磁选尾矿给入钛铁矿浮选系统生产钛精矿。

现有技术中，二段粗铁精矿中含有部分粒度、品位合格的铁精矿，再次进入三段磨机磨矿，存在以下缺点：

(1)合格铁精矿继续磨细，增加产品能耗，降低磨机处理能力；夹带的钛矿物过度磨细，造成钛铁矿回收率降低。

(2)三段永磁筒式磁选机不能打破钒钛磁铁矿因剩磁严重而形成的磁团聚，造成精矿产品中夹带有脉石矿物及未解离的弱磁性钛矿物，降低产品品质。

现有技术中，专利申请号为201210198532.1的发明专利公开了用于处理钒钛磁铁矿的选矿工艺，该发明涉及一种用于处理钒钛磁铁矿的选矿工艺，包括下列步骤：将破碎后的原矿给入一段磨矿分级闭路中的球磨机，粒度磨至-200目40％～50％的一段分级溢流给入粗选磁选机，粗选磁选机尾矿为最终尾矿，粗选磁选机精矿经过脱磁后给入二段分级，二段分级返砂给入二段球磨机，二段球磨机排矿返回分级，粒度磨至-200目65％～95％的二段分级溢流给入磁选机，磁选机尾矿为最终尾矿，磁选机精矿经过脱磁后给入高频振网细筛，其高频振网细筛的筛上返回球磨机，细筛筛下给入磁选柱，磁选柱中矿返回二段分级，磁选柱精矿作为最终精矿。该发明的优点是：由于采用了上述工艺，有效地提高了铁精矿品位和回收率，降低选矿能耗，提高资源利用率，降低生产成本，但是该专利的缺陷有①该工艺只回收钒钛磁铁矿中铁矿物，对钛矿物回收未考虑。因磨矿粒度较细，造成磁选尾矿-325目含量增加，微细粒钛铁矿回收率将明显下降，造成钛资源综合回收率较低。②磁选柱打散磁团聚效果不佳，对钒钛铁精矿品质提升幅度较小，特别是对橄辉岩型钒钛磁铁矿生产钒钛铁精矿提质效果较差。

专利申请号为201410467517.1的发明专利公开一种微细粒磁铁精粉提质再选工艺，具体涉及一种微细粒磁铁精矿粉提质再选工艺，包括铁精矿Ⅰ选别工艺和综合铁精矿Ⅱ磨选工艺，首先给入全自动磁悬浮精选机，全自动磁悬浮精选机内置正、反双向磁场，可使磁铁精粉在矿浆内处于悬浮状态，释放夹杂在磁链中的脉石，可直接得到品位≥68％，回收率可达90％的铁精矿Ⅰ；所述的铁精矿Ⅱ磨选工艺由中矿浓缩磁选、立磨-旋流器闭路、中矿两段弱磁选、尾矿强磁选作业共同构成，可得到品位55％～57％、回收率为8％～8.5％的铁精矿Ⅱ，采用强磁机对精矿浓缩磁选、中矿浓缩磁选和两段弱磁选的尾矿进行再选，可从尾矿中再回收部分铁精矿Ⅱ，且节能降耗，提高回收率，降低尾矿品位，降低金属流失，改善了社会环境效益，促进企业和社会可持续发展，但是该专利的缺陷有①细度达到-30微米粒级≥80％，对于钒钛磁铁矿将造成微细粒钛铁矿难于采用强磁浮选工艺进行回收，造成钛资源综合回收率大幅降低。②全自动磁悬浮精选机，对于钒钛磁铁矿因剩磁较严重而形成的磁团聚，难于有效打散，对钒钛铁精矿品质提升幅度较小。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，降低产品能耗，提高钛铁矿回收率，提高产品品质。

本发明提供了如下的技术方案：

一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，包括以下步骤：

(1)将二段粗铁精矿给入筛分设备，筛下物进入三段磁选作业，筛上物给入三段磨矿前的浓缩磁选机磁选浓缩；

(2)浓缩磁选精矿给入三段磨机磨矿，尾矿进入三段磁选粗选作业；

(3)三段磨机排料给入筛分设备，筛上物和筛下物分类处理；

(4)三段粗选磁选机精矿给入三段精选磁选机，粗选尾矿给入钛铁矿浮选系统；

(5)三段精选磁选机精矿给入去团聚磁选机，精选尾矿给入选钛系统(钛铁矿浮选系统)；

(6)去团聚磁选机精矿给入过滤系统，产出钒钛铁精矿，尾矿给入三段磨前浓缩磁选机。

优选的是，所述步骤(1)将二段粗铁精矿利用渣浆泵提升输送给入三段筛分设备叠筛(叠层细筛)进行预先分级，筛下物进入三段粗磁选，筛上物经渣浆泵输送至三段磨矿前磁选机磁选浓缩。预先分级：可有效分出粗铁精矿中解离良好的合格粒级部分，减少过磨，实现选择性磨矿。通过将二段粗铁精矿给入预先筛分作业，可将二段粗铁精矿中-0.12mm粒级(合格粒级)含量约70％，预先筛出约50％的(筛分效率约70％左右)，这部分细粒铁精矿不再进入三段磨机磨矿。

上述任一方案优选的是，所述步骤(2)三段磨机前浓缩磁选精矿自流进入三段磨机进行磨矿，磁选尾矿给入三段磁选粗选作业。

磨矿前采用浓缩磁选，除了可保障磨矿浓度外，还可抛出部分弱磁性钛矿物和脉石，减少钛矿物过磨，提高钛铁矿回收率。同时提高入磨矿物品位，增加产能，降低产品成本。磁选尾矿与三段筛分筛下物合并给入三段磁选作业。

上述任一方案优选的是，所述步骤(3)三段磨机排料利用渣浆泵提升输送给入三段筛分设备叠层细筛(叠筛)进行检查筛分，筛上物按照步骤(1)、(2)流程闭路循环生产，筛下物给入三段粗选磁选机进行粗选作业。三段磨矿采用叠层细筛分级实现闭路循环磨矿，与常用旋流分级相比，严格按粒度分级，避免因离心沉降而受粒度、比重、流速、压力等影响分级精度，同时分级效率高达70％以上，有利于减少循环负荷、减少过磨。

上述任一方案优选的是，所述步骤(4)三段粗选磁选机采用磁场稍强的180mT筒式磁选机进行粗选，剔除大部分弱磁性钛矿物和脉石，精矿给入三段精选磁选机，磁选尾矿含有较高品位的钛矿物，给入钛铁矿浮选系统进行钛铁矿浮选回收。

上述任一方案优选的是，所述步骤(5)三段精选磁选机精矿给入去团聚磁选机，磁选尾矿给入选钛系统进行钛铁矿回收。具体的，三段精选磁选机采用磁场稍弱的160mT筒式磁选机对铁精矿进行精选，通过梯级磁选可较好的实现铁、钛分离，提高铁精矿品位。精矿给入去团聚磁选机，尾矿给入钛铁矿浮选系统。

上述任一方案优选的是，所述步骤(6)去团聚磁选机精矿给入真空过滤系统，水分控制在11％以下，产出钒钛铁精矿，磁选尾矿给入三段磨前浓缩磁选机。

具体的，去团聚磁选机，采用高频谐波磁场磁选机对三段精选出的铁精矿进行去团聚磁选，剔除磁团聚包裹夹带的弱磁性钛矿物和解离度不够的铁钛矿物连生体，提高了磁分选精度。精矿给入真空带式过滤机系统，产品水分控制在11％以下，产出钒钛铁精矿，磁选尾矿给入三段磨前脱水磁选机返回磨机再磨，进一步提高解离度，有利于更好的铁、钛分离，并提高铁精矿品位。

上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中二段粗铁精矿粒度为小于0.075mm粒级(-200目)50～55％，品位为TFe 52～53％、TiO₂13～14％。

上述任一方案优选的是，所述步骤(4)中三段粗选磁选机磁场强度为180mT，步骤(5)中三段精选磁选机磁场强度为160mT，步骤(6)中三段去团聚磁选机磁场强度为200mT。

上述任一方案优选的是，所述步骤(6)中钒钛铁精矿粒度小于0.075mm粒级，粒度控制在-200目≥75％，品位达到TFe≥56％，TiO₂≤12.5％。

有益效果

本发明涉及一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，集成了多项技术，包括预先分级：可有效及时分出粗铁精矿中解离良好的合格粒级部分，减少过磨，提高磨机处理能力，降低产品能耗。通过细筛分级：三段磨矿采用细筛(叠层细筛)闭路循环磨矿，与常用旋流分级相比，实现严格按粒度分级，而非因离心沉降而受粒度、比重、流速、压力等影响分级精度，同时分级效率高达70％以上，有利于及时分出合格粒级，减少钒钛铁精矿过磨、减少循环负荷。通过浓缩磁选：磨矿前采用浓缩磁选，除了可保障磨矿浓度外，可剔出部分弱磁性钛矿物和脉石，减少钛矿物过磨，提高钛铁矿回收率；同时提高入磨矿物品位，增加产能，降低产品成本。梯级磁选：通过较高磁场的粗选、较低磁场的精选、去团聚磁选二次精选，较好的实现铁、钛分离，逐步提高铁精矿品位；其中：去团聚磁选，通过对精选作业产出的钒钛铁精矿应用高频谐波磁选机打破磁团聚，剔除夹带包裹的解离度较低的铁钛矿物及杂质，剔除磁团聚包裹夹带的弱磁性钛矿物和解离度不够的铁钛矿物连生体，提高了磁分选精度剔除磁团聚包裹夹带的弱磁性钛矿物和解离度不够的铁钛矿物连生体，提高了磁分选精度，进一步提高钒钛铁精矿品位。通过中矿再磨：对去团聚磁选作业产生的中矿返回磨矿分级作业，提高解离度，有利于更好的铁、钛分离，有利于提高铁精矿品位，增加钛铁矿回收率。

附图说明

图1是现有技术中制备工艺流程图；

图2是本发明提高钒钛铁精矿品质的工艺方法一优选实施例的示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。

实施例1

如图2所示，一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，包括以下步骤：

(1)将二段粗铁精矿利用渣浆泵提升输送给入三段筛分设备叠筛进行预先分级，筛下物进入三段粗磁选，筛上物泵送至三段磨机磨前磁选机磁选浓缩。

具体的，钒钛磁铁矿原矿通过三段破碎，即一次开路粗碎，一次开路中碎，一次闭路循环细碎，将原矿破碎至-10mm≥90％，再进行湿式预分选作业，预选精矿进入筛分作业，筛上物进入一段磨矿，筛下物进入一段磁选作业；一段磨矿采用直线筛闭路，筛上物返回一段磨矿，筛下物进入一段磁选，磁选精矿进入二段磨矿作业，磁选尾矿进入选钛系统；二段磨矿采用细筛闭路，筛上物返回二段磨矿，筛下物进入二段磁选得到二段粗铁精矿，磁选尾矿进入选钛系统。

将二段粗铁精矿(-200目，小于0.075mm粒级约50～55％)通过二段精矿泵给入三段预先筛分设备(筛分浓度控制在35％，HGZS-55-1207Z叠层高频振动筛，筛网规格JS1220×700#-0.12，筛分效率为70％)，筛下物(-200目≥75％)进入三段粗磁选，筛上物给入三段磨机前浓缩磁选。

(2)三段磨机浓缩磁选精矿给入三段磨机进行磨矿，磁选尾矿给入三段磁选作业。

具体的，三段磨机(MQE4860溢流型球磨机)前浓缩磁选机(半逆流型、型号:BKT-1230、表面磁场强度：300mT)精矿给入三段磨矿作业(磨矿浓度控制在68～72％，排料粒度-200目控制在60～65％左右)。磁选尾矿给入三段粗磁选。

(3)三段磨机排料利用渣浆泵提升输送给入三段筛分设备叠筛进行检查筛分，进行细筛分级，筛上物按照步骤(1)、(2)流程闭路循环生产，筛下物给入三段粗选磁选机进行粗磁选作业。

具体的，三段磨机(MQE4860溢流型球磨机)排料(浓度控制在35％)通过三段磨机出口泵给入筛分设备(HGZS-55-1207Z叠层高频振动筛，筛网规格JS1220×700#-0.12，筛分效率70％)，筛上物按照(1)(2)流程循环生产，筛下物给入三段磁选进行粗选作业。

(4)三段粗选磁选机精矿给入三段精选磁选机，磁选尾矿给入选钛系统进行钛铁矿回收。

具体的，三段粗选磁选机(半逆流型、型号：LCTJ-1230，表面磁场强度：180mT)精矿(TFe≥54.5％)给入三段精选磁选机，磁选尾矿(TFe≤22％，TiO₂≥22％)给入选钛系统进行钛铁矿回收。

(5)三段精选磁选机精矿给入去团聚磁选机，精选尾矿给入钛铁矿浮选系统。

具体的，三段精选磁选机(半逆流型、型号：LCTJ-1230，表面磁场强度：160mT)精矿给入去团聚磁选机，磁选尾矿(TFe≥22％，TiO₂≤22％)给入选钛系统进行钛铁矿回收。

具体流程为：去团聚磁选机(高频谐波磁场磁选机，型号：SXCT1230，筒表磁场强度：200mT。)精矿即为钒钛铁精矿(TFe≥56％，TiO₂≤12.5％)，通过磁选浓缩、真空带滤机脱水将水份控制在11％以下，磁选尾矿(TFe≤26％)与叠筛筛上物料合并用渣浆泵给入三段磨前浓缩磁选机，按照步骤(2)～(5)进行再磨再选作业。

本申请中的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法：

(1)预先分级：步骤(1)可高效分出粗铁精矿中解离良好的合格粒级部分，减少过磨，不合格粒级进入三段磨矿实现选择性磨矿。二段粗铁精矿中-200目粒级含量为50～55％，合格粒级(-0.12mm粒级)含量约70％，预先筛分效率为70％左右，即粗铁精矿中约50％的含量属于合格粒级，不需要进入三段磨机磨矿。因合格粒级的筛出，减少了入磨矿量，在磨矿介质添加量(32～35％)、磨矿浓度(68～72％)、排矿细度(-200目60～65％)基本稳定时，磨机能力表现出富余。相应通过增加原矿处理能力，可满足三段磨机负荷需要，降低单位产品磨矿能耗。以四川龙蟒矿冶有限责任公司二选厂为例，三段磨机介质添加量(32～35％)、磨矿浓度(68～72％)、排矿细度(-200目60～65％)，三段磨机(MQY4860溢流型球磨机、额定功率为2300KW、运行负荷率80％即1840KW.h/h)设计磨机处理能力为150t/h，采用新工艺磨机通过能力提高了42-49t/h，则三段磨矿能力提高到242-249t/h，三段磨矿成本从9.2KW.h/t降至7.6-7.39KW.h/t。

(2)细筛分级：步骤(3)中的三段磨矿采用细筛分级闭路循环磨矿，与常用旋流分级相比，实现严格按粒度分级，避免因离心沉降而受粒度、比重、流速、压力等影响分级精度，同时分级效率高达70％以上，有利于减少循环负荷、减少过磨。三段磨排料采用渣浆泵将矿浆输送至三段筛分进行分级作业，入筛浓度控制在30～35％，筛分效率控制≥70％。筛上物采用渣浆泵输送至三段磨前浓缩磁选，按照步骤(2)、(3)进行再磨再选；筛下物给入三段磁选进行钒钛铁精矿粗、精选作业，提高精矿品位。

(3)浓缩磁选：步骤(2)中的磨矿前浓缩磁选，除了可保障磨矿浓度外，还可抛出部分弱磁性钛矿物和脉石，减少钛矿物过磨，有利于后序提高钛铁矿回收率。同时提高入磨矿物品位，减少入磨矿量，增加产能。以四川龙蟒矿冶有限责任公司二选厂为例，磨前浓缩磁选采用半逆流型磁选机，进料TFe≥52％，磁选精矿TFe≥53％，磁选尾矿TFe≤18％，其精矿产率≥96％，TFe收率≥98％。实测数据见下表1所示：

表1

(4)梯级磁选：本申请采用梯级磁选，三段磁选作业先采用磁场稍强的180mT普通筒式磁选机进行粗选，剔除大部分弱磁性钛矿物和脉石；对粗选精矿再采用磁场稍弱的160mT筒式磁选机对铁精矿进行精选，进一步除杂提高精矿品位；对精选精矿再采用去团聚磁选机(高频谐波磁场磁选机)剔除磁包裹夹带的弱磁性钛矿物和解离度不高的铁钛矿物，进一步提高磁分选精度。梯级磁选较好的实现铁、钛分离，逐步提高铁精矿品位。

去团聚磁选采用的高频谐波磁场磁选机工作原理：通过在分选空间内产生高频交变的磁场，可增大磁性颗粒的磁扰动和所受到的空间磁场力，将磁性颗粒由于磁团聚形成的长磁链松散成针状短磁链，在数十次的翻转震荡过程中，脉石或弱磁性矿物夹杂得以充分暴露而清除，对于矫顽力大的矿物具有较强的分选性。随着机械结构、材料及控制技术的发展，早期限制该技术及装备大型化及工业化的瓶颈被逐步突破，高频谐波磁场磁选技术在高矫顽力矿物以及弱磁性矿物夹杂领域具有广阔的应用前景(201710184087.6一种高频谐波磁场磁选机(实审)该设备已经申请了专利，且已经开工，相关结构和使用方法在公开文件中可以查到)。

三段筛分筛下物采用渣浆泵输送至三段粗选磁选机进行三段粗选作业，得到磁选粗精矿品位TFe≥54.5％，TFe回收率≥97％；粗选精矿稀释浓度至30～35％，自流至精选磁选机，精矿品位TFe≥55％，TFe回收率≥99％；精选精矿稀释浓度至30～35％，自流至去团聚磁选机(高频谐波磁场磁选机)进行二次精选作业，去团聚磁选控制参数：磁系转速50转/min，磁筒转速15转/min，精矿品位TFe≥56％，TFe回收率≥98％；粗选、精选尾矿进入选钛系统，进行钛铁矿回收；二次精选尾矿品位TFe≤26％，返回浓缩磁选进行再磨再选。实例检测数据见下表2所示：

表2

(5)中矿再磨：步骤(3)中对去团聚磁选机二次精选作业产生的尾矿，与叠筛筛上物料合并用渣浆泵给入三段磨前浓缩磁选机，按照步骤(2)～(5)进行再磨再选，通过提高这部分连生体矿物解离度，将铁、钛分离，提高铁精矿品位，增加钛的回收。

以上实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员在本发明的基础上做出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，包括以下步骤：

（1）将二段粗铁精矿给入筛分设备，筛下物进入三段磁选作业，筛上物给入三段磨机前的浓缩磁选机磁选浓缩；

（2）浓缩磁选精矿给入三段磨矿，尾矿进入三段磁选粗选作业；

（3）三段磨机排料给入筛分设备，筛上物和筛下物分类处理；

（4）三段粗选磁选机精矿给入三段精选磁选机，粗选尾矿给入选钛系统；

（5）三段精选磁选机精矿给入去团聚磁选机，精选尾矿给入选钛系统；

（6）去团聚磁选机精矿给入过滤系统，产出钒钛铁精矿，尾矿给入三段磨前浓缩磁选机。

2.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：所述步骤（1）将二段粗铁精矿利用渣浆泵提升输送给入三段筛分设备叠筛进行预先分级，筛下物进入三段粗磁选，筛上物经渣浆泵输送给入三段磨矿前磁选机磁选浓缩。

3.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：所述步骤（2）三段磨机前浓缩磁选精矿给入三段磨机进行磨矿，磁选尾矿给入三段磁选粗选作业。

4.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：所述步骤（3）三段磨机排料利用渣浆泵提升输送给入三段筛分设备叠筛进行检查筛分，筛上物按照步骤（1）、（2）流程闭路循环生产，筛下物给入三段粗选磁选机进行粗磁选作业。

5.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：所述步骤（4）三段粗选磁选机采用磁场180mT筒式磁选机进行粗选，剔除大部分弱磁性钛矿物和脉石，精矿给入三段精选磁选机，磁选尾矿给入选钛系统进行钛铁矿回收。

6.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：所述步骤（5）三段精选磁选机精矿给入去团聚磁选机，磁选尾矿给入选钛系统进行钛铁矿回收。

7.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：所述步骤（6）去团聚磁选机精矿给入真空过滤系统，水分控制在11%以下，产出钒钛铁精矿，磁选尾矿给入三段磨前浓缩磁选机。

8.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：所述步骤（1）中二段粗铁精矿粒度为：小于0.075mm粒级50~55%，品位为：TFe52~53%，TiO₂13~14%。

9.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：步骤（4）中三段粗选磁场强度为180mT、步骤（5）中三段精选磁场强度为160mT、步骤（6）中三段去团聚磁选机磁场强度为200mT。

10.根据权利要求1所述的提高钒钛铁精矿品质的工艺方法，其特征在于：所述步骤（6）中钒钛铁精矿粒度小于0.075mm粒级控制在≥75%，TFe品位≥56%，TiO₂品位≤12.5%。