CN110075993B

CN110075993B - 钛铁矿选钛工艺

Info

Publication number: CN110075993B
Application number: CN201910246397.5A
Authority: CN
Inventors: 李国洲; 段云峰; 邢伟
Original assignee: MCC North Dalian Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: MCC North Dalian Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: CN110075993A

Abstract

本发明属于选矿技术领域，提供了一种钛铁矿选钛工艺，包括三段破碎工序、第一段球磨与旋流器闭路、混合预浮选、第二段球磨与第二段旋流器闭路、脱泥旋流器、脱铁弱磁选、两段摇床、脱硫粗浮选、脱硫精浮选、脱硫扫浮选和钛浮选。在脱铁弱磁选前设置了脱泥旋流器进行脱泥作业，通过脱铁弱磁选除去了磁性的含铁矿物磁铁矿和含铁含硫矿物磁黄铁矿；通过脱硫粗浮选、脱硫精浮选和脱硫扫浮选，脱去了绝大部分的含硫矿物黄铁矿和黄铜矿；原矿经钛铁矿选钛工艺，对钛铁矿进行脱铁脱硫选钛处理，可得到较高质量的钛精矿。

Description

钛铁矿选钛工艺

技术领域

本发明属于选矿技术领域，特别是涉及一种钛铁矿选钛工艺。

背景技术

金属钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点、纯净的钛有良好的可塑性，它的韧性超过纯铁2倍，耐热和抗腐蚀性能也很好。由于钛有这些优点，促使其成为突出的稀有金属，钛及其合金首先用在制造飞机、火箭、导弹、舰艇等方面，后来又广泛用于化工和石油部门。

钛铁矿是最主要的含钛矿物，是金属钛的最重要来源，是提取钛和二氧化钛的主要矿物。钛铁矿的化学成分与形成条件有关，产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿，往往在钛铁矿中还夹杂伴生一定量的磁铁矿，部分矿山还伴生有一定量的硫矿物如黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等。

当前，部分钛铁矿山的矿石TiO₂的含量为5％-10％之间，TiO₂含量较高，具备获得高品质的钛精矿的条件。但是这种钛矿，矿石中的磁铁矿及含硫矿物由于其比重与钛铁矿相近，极易随钛铁矿的富集而富集，磁铁矿混入钛精矿中会降低钛精矿中TiO₂的含量，而含硫矿物进入钛精矿中不仅降低TiO₂的含量，更重要的是硫对钛精矿为有害元素，会大大降低了钛精矿的质量等级。所以我们有必要开发一种对钛精矿中的硫和铁能有效脱出，保障钛精矿的品质的的钛铁矿选钛工艺。

发明内容

为了从钛铁矿中得到品质较高的钛精矿，本发明提供了一种钛铁矿选钛工艺，包括三段破碎工序、第一段球磨与旋流器闭路、混合预浮选、第二段球磨与第二段旋流器闭路、脱泥旋流器、脱铁弱磁选、两段摇床、脱硫粗浮选、脱硫精浮选、脱硫扫浮选和钛浮选；

原矿经三段破碎工序后，粒度为0-10mm的破碎产品给入第一段球磨与旋流器闭路中的第一段球磨，经第一段球磨磨矿后产品给入旋流器，旋流器的沉砂回到第一段球磨，旋流器的粒度P₈₀为65～75μm的溢流给入混合预浮选；

混合预精浮选的精矿给入第二段球磨与第二段旋流器闭路中的第二段旋流器，第二段旋流器的沉砂给入第二段球磨磨矿后返回第二段旋流器，第二段旋流器的P₈₀为35～45μm的溢流给入脱泥旋流器；

脱泥旋流器的沉砂给入脱铁弱磁选，脱铁弱磁选的精矿给入第一段摇床重选，第一段摇床重选的中矿给入第二段摇床重选；

两段摇床重选的精矿给入脱硫粗浮选，脱硫粗浮选的底流精矿给入脱硫精浮选，脱硫粗浮选的泡沫尾矿给入脱硫扫浮选，脱硫精浮选的尾矿和脱硫扫浮选的精矿返回脱硫粗浮选；脱硫精浮选的精矿给入钛浮选；钛浮选的精矿为钛精矿；

混合预浮选的尾矿、脱泥旋流器的溢流矿泥、脱铁弱磁选的尾矿、两段摇床的尾矿、脱硫扫浮选的尾矿以及钛浮选的尾矿共同构成工艺尾矿抛尾。

优选地，所述混合预浮选包括混合预粗浮选、混合预精浮选和三次混合预扫浮选，混合预浮选为反浮选；旋流器的溢流给入混合预粗浮选，混合预粗浮选的底流精矿给入混合预精浮选，混合预粗浮选的泡沫尾矿给入第一次混合预扫浮选，第一次混合预扫浮选的泡沫尾矿给入第二次混合预扫浮选，第二次混合预扫浮选的泡沫尾矿给入第三次混合预扫浮选，第三次混合预扫浮选的底流精矿返回第一次混合预扫浮选，第一次混合预扫浮选的底流精矿、第二次混合预扫浮选的底流精矿和混合预精浮选的泡沫尾矿返回混合预粗浮选，混合预精浮选的精矿给入第二段球磨与第二段旋流器闭路中的第二段旋流器；

第三次混合预扫浮选的尾矿即为混合预浮选的尾矿，归入工艺尾矿抛尾。

进一步地，所述混合预粗浮选中每吨给矿加入108-132g的乙二胺捕收剂和18-22g的起泡剂甲基异丁基甲醇；所述混合预精浮选中每吨给矿加入 72-88g的乙二胺捕收剂和13-16g的起泡剂甲基异丁基甲醇；所述第一次混合预扫浮选中每吨给矿加入36-45g的乙二胺捕收剂和9-11g的起泡剂甲基异丁基甲醇。

优选地，所述钛浮选包括钛粗浮选、钛扫浮选和四次钛精浮选；钛浮选为正浮选，脱硫精浮选的精矿给入钛粗浮选，钛粗浮选的底流尾矿给钛扫浮选，钛粗浮选的泡沫精矿给入第一次钛精浮选，第一次钛精浮选的精矿给第二次钛精浮选，第二次钛精浮选的精矿给入第三次钛精浮选，第三次钛精浮选的精矿给入第四次钛精浮选；第四次钛精浮选的底流尾矿给入第二次钛精浮选，第三次钛精浮选的底流尾矿给入第一次钛精浮选，第二次钛精浮选的底流尾矿、第一次钛精浮选的底流尾矿和钛扫浮选的泡沫精矿返回钛粗浮选；第四次钛精浮选的精矿为钛精矿；

钛扫浮选的尾矿即为钛浮选的尾矿，归入工艺尾矿抛尾。

进一步地，所述钛粗浮选中每吨给矿加入PH调整剂硫酸2150-2650g、捕收剂氧化石蜡皂1350-1650g和起泡剂甲氧基聚丙二醇45-55g。

进一步地，所述第一次钛精浮选中每吨给矿加入硫酸108-132g，第二次钛精浮选中每吨给矿加入硫酸90-110g，第三次钛精浮选中每吨给矿加入硫酸 72-88g，第四次钛精浮选中每吨给矿加入硫酸55-66g。

优选地，所述脱铁弱磁选的磁场强度为1800-2200GS。

优选地，所述脱硫粗浮选中每吨给矿加入PH调整剂硫酸180-220g、捕收剂丁黄药90-110g和起泡剂2#油18-22g。

优选地，所述脱硫精浮选中每吨给矿加入捕收剂丁黄药55-66g和起泡剂 2#油9-11g。

优选地，所述原矿的有用矿物主要成分为钛铁矿，原矿的脉石矿物主要为辉石、云母、石英、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿；TiO₂的含量为 8.0％、S含量为0.95％和铁的品位为13.5％的原矿经过上述的钛铁矿选钛工艺后，获得TiO₂含量为46.00％、S的含量为0.15％、Fe的品位为23.50％、TiO₂的回收率为60.0％、S的回收率为1.65％和Fe回收率为18.16％的钛精矿。

本发明的有益效果是：通过上述工艺对原矿进行处理，由TiO₂的含量为 8.0％和S含量为0.95％的钛铁矿，可得到TiO₂含量为46.00％、S的含量为0.15％和TiO₂的回收率为60.0％较高质量的钛精矿，由此可见本发明的工艺对钛精矿品质提升效果显著。

附图说明

图1为钛铁矿选钛工艺实施例流程示意图；

图2为钛铁矿选钛工艺实施例的混合预浮选流程示意图；

图3为钛铁矿选钛工艺实施例的钛浮选流程示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为解决技术问题所采取的技术手段及功效，以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，但不作为本发明要求的保护范围限定。

如图1所示的钛铁矿选钛工艺可选实施例流程，包括三段破碎工序 S1001、第一段球磨S1002与旋流器S1003闭路、混合预浮选S1100、第二段球磨S1005与第二段旋流器S1004闭路、脱泥旋流器S1006、脱铁弱磁选 S1007、两段摇床、脱硫粗浮选S1010、脱硫精浮选S1011、脱硫扫浮选S1012 和钛浮选S1200；

原矿TiO₂的含量为8.0％、S含量为品位为0.95％和Fe的品位为13.5％，原矿的有用矿物主要成分为钛铁矿，原矿的脉石矿物主要为辉石、云母、石英、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿，原矿经三段破碎工序S1001后，粒度为0-10mm的破碎产品给入第一段球磨S1002与旋流器S1003闭路中的第一段球磨S1002，经第一段球磨S1002磨矿后产品给入旋流器S1003，旋流器S1003的沉砂回到第一段球磨S1002，旋流器S1003的粒度P₈₀为65～75μ m的溢流给入混合预浮选S1100；

混合预浮选S1100的精矿给入第二段球磨S1005与第二段旋流器S1004 闭路中的第二段旋流器S1004，第二段旋流器S1004的沉砂给入第二段球磨 S1005磨矿后返回第二段旋流器S1004，第二段旋流器S1004的P₈₀为35～45 μm的溢流给入脱泥旋流器S1006；

脱泥旋流器S1006的沉砂给入脱铁弱磁选S1007，脱铁弱磁选S1007的磁场强度为2000GS，脱铁弱磁选S1007的精矿产率为50.05％、TiO₂含量为 14.51％、S的含量为1.34％、Fe的品位为11.39％、TiO₂的回收率为90.80％、 S回收率为70.50％和Fe回收率为42.22％，脱铁弱磁选S1007的精矿给入第一段摇床S1008重选，第一段摇床S1008重选的中矿给入第二段摇床S1009 重选；两段摇床重选的精矿的产率为29.37％、TiO₂含量为22.55％、S的含量为2.19％、Fe的品位为16.19％、TiO₂的回收率为82.80％、S回收率为67.72％和Fe同收率为35.22％；

两段摇床重选的精矿给入脱硫粗浮选S1010，脱硫粗浮选S1010中加入PH调整剂硫酸200g/t给矿、捕收剂丁黄药100g/t给矿和起泡剂2#油20g/t给矿，脱硫粗浮选S1010的底流精矿给入脱硫精浮选S1011，脱硫精浮选S1011 中加入捕收剂丁黄药60g/t给矿和起泡剂2#油10g/t给矿，脱硫精浮选S1011 的精矿的产率为24.65％、TiO₂含量为25.04％、S的含量为0.24％、Fe的品位为18.26％、TiO₂的回收率为77.15％、S回收率为6.23％和Fe回收率为33.34％；脱硫粗浮选S1010的泡沫尾矿给入脱硫扫浮选S1012，脱硫精浮选S1011的尾矿和脱硫扫浮选S1012的精矿返回脱硫粗浮选S1010；脱硫精浮选S1011的精矿给入钛浮选S1200；钛浮选S1200的精矿为钛精矿，钛精矿的产率为10.43％、 TiO₂含量为46.0％、S的含量为0.15％、Fe的品位为23.5％、TiO₂的回收率为 60.0％、S回收率为1.65％和Fe回收率为18.16％；

混合预浮选S1100的尾矿、脱泥旋流器S1006的溢流矿泥、脱铁弱磁选 S1007的尾矿、两段摇床的尾矿、脱硫扫浮选S1012的尾矿以及钛浮选S1200 的尾矿共同构成工艺尾矿，工艺尾矿的产率为89.57％、TiO₂含量为3.57％、S 的含量为1.04％、Fe的品位为12.33％、TiO₂的回收率为40％、S回收率为98.35％和Fe回收率为81.84％，工艺尾矿抛尾。

在脱铁弱磁选前设置了脱泥旋流器进行脱泥作业，将0-20μm的矿泥脱去，不仅避免了矿泥对后续钛精矿的污染，而且降低了脱铁弱磁选的处理量，降低了设备投资和能耗，通过脱铁弱磁选除去了磁性的含铁矿物磁铁矿和含铁含硫矿物磁黄铁矿，脱铁弱磁选精矿铁的含量为11.39％、回收率为42.22％、 S的含量为1.34％和回收率为70.5％，相对于未设置脱泥作业的脱铁弱磁选给矿脱铁脱硫效果显著。在脱硫粗浮选前采用了两段摇床重选，充分的利用了摇床对细颗粒的比重大的金属矿物具有较好的选择性的特点，进一步的甩去了部分脉石，甩尾率达到20.68％。大大降低了后续作业的处理量，并进一步的将TiO₂的含量由14.51％提高到22.55％，提质效果明显。通过脱硫粗浮选、脱硫精浮选和脱硫扫浮选，脱去了绝大部分的含硫矿物黄铁矿和黄铜矿，在保证TiO₂高收率的前提下，将脱硫精浮选的精矿中的硫含量降低到0.24％，回收率降低到6.23％，脱硫效果非常显著，有力的保障了后续钛精矿的质量。通过两段磨矿、混合预浮选、脱泥旋流器、脱铁弱磁选、两段摇床、脱硫粗浮选、脱硫精浮选、脱硫扫浮选和钛浮选的流程，获得了产率为10.43％、TiO₂含量为46.0％、S的含量为0.15％、Fe的品位为23.5％、TiO₂的回收率为60.0％、 S回收率为1.65％和Fe回收率为18.16％的钛精矿。TiO₂的品位和回收率都很好，硫含量低，铁含量低，钛精矿的指标非常好，为优质钛精矿。

如图2所示的钛铁矿选钛工艺可选实施例的混合预浮选流程，所述混合预浮选S1100包括混合预粗浮选S1101、混合预精浮选S1102和三次混合预扫浮选，混合预浮选S1100为反浮选；旋流器S1003的溢流给入混合预粗浮选 S1101，混合预粗浮选S1101中加入120g/t给矿的乙二胺捕收剂和20g/t给矿的起泡剂甲基异丁基甲醇；混合预粗浮选S1101的底流精矿给入混合预精浮选S1102，混合预精浮选S1102中加入80g/t给矿的乙二胺捕收剂和15g/t给矿的起泡剂甲基异丁基甲醇，混合预精浮选S1102的精矿产率为64.50％、TiO₂含量为11.58％、S的含量为1.37％、Fe的品位为18.67％、TiO₂的回收率为 93.40％、S回收率为92.98％和Fe回收率为89.20％；混合预粗浮选S1101的泡沫尾矿给入第一次混合预扫浮选S1103，第一次混合预扫浮选S1103中加入 40g/t给矿的乙二胺捕收剂和10g/t给矿的起泡剂甲基异丁基甲醇，第一次混合预扫浮选S1103的泡沫尾矿给入第二次混合预扫浮选S1104，第二次混合预扫浮选S1104的泡沫尾矿给入第三次混合预扫浮选S1105，第三次混合预扫浮选 S1105的底流精矿返回第一次混合预扫浮选S1103，第一次混合预扫浮选 S1103的底流精矿、第二次混合预扫浮选S1104的底流精矿和混合预精浮选 S1102的泡沫尾矿返回混合预粗浮选S1101，混合预精浮选S1102的精矿给入第二段旋流器S1004；

第三次混合预扫浮选S1105的尾矿即为混合预浮选S1100的尾矿，归入工艺尾矿抛尾。

通过混合预浮选的方法，甩去了产率为36.5％的尾矿，同时TiO₂的回收率达到了93.4％，在保证目的矿物的回收率的前提下，甩去了大量的辉石和石英等脉石矿物，大大降低了后续作业的处理量，降低了投资和运营成本，降低了能耗。混合预扫浮选采用跨越式返回的方式，即每级扫浮选的精矿均返回上上级扫浮选，这种方式每级返回的矿浆均增加了一级扫浮选的时间，有力的保证了混合预浮选精矿的TiO₂的高回收率。

如图3所示的钛铁矿选钛工艺可选实施例的钛浮选流程，所述钛浮选 S1200包括钛粗浮选S1201、钛扫浮选S1202和四次钛精浮选；钛浮选S1200 为正浮选，脱硫精浮选S1011的精矿给入钛粗浮选S1201，钛粗浮选S1201 中加入PH调整剂硫酸2400g/t给矿、捕收剂氧化石蜡皂1500g/t给矿和起泡剂甲氧基聚丙二醇50g/t给矿，钛粗浮选S1201的底流尾矿给钛扫浮选S1202，钛粗浮选S1201的泡沫精矿给入第一次钛精浮选S1203，第一次钛精浮选 S1203中加入硫酸120g/t给矿，第一次钛精浮选S1203的精矿给第二次钛精浮选S1204，第二次钛精浮选S1204中加入硫酸100g/t给矿，第二次钛精浮选S1204的精矿给入第三次钛精浮选S1205，第三次钛精浮选S1205中加入硫酸80g/t给矿，第三次钛精浮选S1205的精矿给入第四次钛精浮选S1206；第四次钛精浮选S1206中加入硫酸60g/t给矿；第四次钛精浮选S1206的底流尾矿给入第二次钛精浮选S1204，第三次钛精浮选S1205的底流尾矿给入第一次钛精浮选S1203，第二次钛精浮选S1204的底流尾矿、第一次钛精浮选S1203 的底流尾矿和钛扫浮选S1202的泡沫精矿返回钛粗浮选S1201；第四次钛精浮选S1206的精矿为钛精矿；

钛扫浮选S1202的尾矿即为钛浮选S1200的尾矿，归入工艺尾矿抛尾。

钛精浮选的尾矿采用跨越式返回的方式，即每级精浮选的尾矿均返回上上级精浮选，这种方式每级返回的矿浆均增加了一级精浮选的时间，有力的保证了钛精矿的TiO₂的高收率。

上述所提到的‘每吨给矿’是指给入本工序的矿石重量，与‘/t给矿’意义相同。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种钛铁矿选钛工艺，包括三段破碎工序，其特征在于：还包括第一段球磨与旋流器闭路、混合预浮选、第二段球磨与第二段旋流器闭路、脱泥旋流器、脱铁弱磁选、两段摇床、脱硫粗浮选、脱硫精浮选、脱硫扫浮选和钛浮选；

混合预浮选的精矿给入第二段球磨与第二段旋流器闭路中的第二段旋流器，第二段旋流器的沉砂给入第二段球磨磨矿后返回第二段旋流器，第二段旋流器的P₈₀为35～45μm的溢流给入脱泥旋流器；

2.根据权利要求1所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述混合预浮选包括混合预粗浮选、混合预精浮选和三次混合预扫浮选，混合预浮选为反浮选；旋流器的溢流给入混合预粗浮选，混合预粗浮选的底流精矿给入混合预精浮选，混合预粗浮选的泡沫尾矿给入第一次混合预扫浮选，第一次混合预扫浮选的泡沫尾矿给入第二次混合预扫浮选，第二次混合预扫浮选的泡沫尾矿给入第三次混合预扫浮选，第三次混合预扫浮选的底流精矿返回第一次混合预扫浮选，第一次混合预扫浮选的底流精矿、第二次混合预扫浮选的底流精矿和混合预精浮选的泡沫尾矿返回混合预粗浮选，混合预精浮选的精矿给入第二段球磨与第二段旋流器闭路中的第二段旋流器；

3.根据权利要求1所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述钛浮选包括钛粗浮选、钛扫浮选和四次钛精浮选；钛浮选为正浮选，脱硫精浮选的精矿给入钛粗浮选，钛粗浮选的底流尾矿给入钛扫浮选，钛粗浮选的泡沫精矿给入第一次钛精浮选，第一次钛精浮选的精矿给入第二次钛精浮选，第二次钛精浮选的精矿给入第三次钛精浮选，第三次钛精浮选的精矿给入第四次钛精浮选；第四次钛精浮选的底流尾矿给入第二次钛精浮选，第三次钛精浮选的底流尾矿给入第一次钛精浮选，第二次钛精浮选的底流尾矿、第一次钛精浮选的底流尾矿和钛扫浮选的泡沫精矿返回钛粗浮选；第四次钛精浮选的精矿为钛精矿；

钛扫浮选的尾矿即为钛浮选的尾矿，归入工艺尾矿抛尾。

4.根据权利要求1所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述脱铁弱磁选的磁场强度为1800-2200GS。

5.根据权利要求2所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述混合预粗浮选中每吨给矿加入108-132g的乙二胺和18-22g的甲基异丁基甲醇；所述混合预精浮选中每吨给矿加入72-88g的乙二胺和13-16g的甲基异丁基甲醇；所述第一次混合预扫浮选中每吨给矿加入36-45g的乙二胺和9-11g的甲基异丁基甲醇。

6.根据权利要求1所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述脱硫粗浮选中每吨给矿加入硫酸180-220g、丁黄药90-110g和2#油18-22g。

7.根据权利要求1所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述脱硫精浮选中每吨给矿加入丁黄药55-66g和2#油9-11g。

8.根据权利要求3所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述钛粗浮选中每吨给矿加入硫酸2150-2650g、氧化石蜡皂1350-1650g和甲氧基聚丙二醇45-55g。

9.根据权利要求3所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述第一次钛精浮选中每吨给矿加入硫酸108-132g，第二次钛精浮选中每吨给矿加入硫酸90-110g，第三次钛精浮选中每吨给矿加入硫酸72-88g，第四次钛精浮选中每吨给矿加入硫酸55-66g。

10.根据权利要求1-9之一所述的钛铁矿选钛工艺，其特征在于：所述原矿的有用矿物主要成分为钛铁矿，原矿的脉石矿物主要为辉石、云母、石英、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿。