CN114505172A - 一种海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，包括以下步骤：S1：将海滨砂矿筛分，得到筛下料；S2：对筛下料脱泥，得到沉砂料；S3：将所述沉砂料进行弱磁选，获得磁铁矿和弱磁尾矿；S4：将所述弱磁尾矿进行强磁选，获得钛粗精矿和强磁尾矿；S5：将所述钛粗精矿烘干去除水分，作为电选给料；S6：将所述电选给料进行静电分选处理，分别获得钛精矿和电选尾矿。采用预处理‑磁‑电联合工艺相比于常规重选、磁选、浮选工艺可以实现钛铁矿的有效回收，最终获得高品质的钛精矿，为后续钛化工行业提供优质原料，环境无污染。
Description
技术领域
本发明属于矿业回收技术领域，尤其涉及一种海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法。
背景技术
海滨砂矿分布广泛、资源储量巨大，同时具有易开采、低成本、综合利用价值高等突出优点。但海滨砂矿中钛、铁、锆、稀土等多金属伴生或共生，采用常规工艺难以实现高效分离；目前大多数地区海滨砂矿仅作为配料使用，造成资源的严重浪费。针对海滨砂矿物料特性开发一种高效回收钛铁矿工艺已成为当务之急。
申请号202010126881 .7涉及一种海滨砂矿直接还原-磨矿磁选分离钛铁的方法，提出重选、磁选、直接还原作业的合理组合的方式，最大程度的增加了作业生产率和作业效率。该方法针对钛和铁的分离，并未生产钛精矿，还存在工艺流程长、能耗高等缺点。
申请号202010126886.X涉及一种海滨砂矿基于悬浮焙烧进行钛铁分离的方法，提出重选、破碎、悬浮焙烧、浮选的合理组合的方式，设备处理量大，产品性能稳定，该方法针对钛和铁的分离，并未生产钛精矿，还存在工艺流程长、能耗高、药剂污染等缺点。
专利CN201810473304 .8涉及一种海滨砂矿的选矿方法，提出将预定粒度范围的海滨砂矿投入浮选槽中，依次进行调浆、加入纯碱，烧碱，水玻璃、一段搅拌、加入油酸、二段搅拌、加入起泡剂、浮选刮泡、磁选等作业优先获得独居石精矿产品。该方法可以获得高品质的独居石产品，但尚未针对钛、铁资源进行有效回收，还存在工艺流程复杂、环境污染大等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，包括以下步骤：
S1：将海滨砂矿筛分，得到筛下料，所述海滨砂矿中含有钛铁矿和磁铁矿；
S2：对筛下料脱泥，得到沉砂料；
S3：将所述沉砂料进行弱磁选，弱磁选时的磁场强度600～2000Oe，滚筒转速10-40rpm，获得磁铁矿和弱磁尾矿；
S4：将所述弱磁尾矿进行强磁选，强磁选时的磁场强度4000～15000Oe，获得钛粗精矿和强磁尾矿；
S5：将所述钛粗精矿烘干去除水分，作为电选给料；
S6：将所述电选给料进行静电分选处理，分别获得钛精矿和电选尾矿。
本申请选择弱磁选-强磁选-电选，是针对含多种矿物的海滨砂的特点设计的回收步骤，单独使用任何一个工序，都无法获得合格钛精矿，步骤顺序也不能颠倒，其各个步骤的目的为：
弱磁选初步分离沉砂料中的磁铁矿和弱磁尾矿；弱磁尾矿中包含的钛铁矿磁性弱，必须用强磁选才能回收；电选步骤除去弱磁尾矿中含钛脉石(如钛辉石）的杂质，除杂机理是二者导电性的差异。如若顺序颠倒，先进行强磁选后进行弱磁选，或不进行弱磁选，磁铁矿会吸附在强磁机上难以卸料，进而造成强磁机堵塞、无法正常使用等问题出现，情况严重时还会造成机器损坏。
进一步的，所述步骤S1中，所述海滨砂矿中还包括石英，并含有赤铁矿、褐铁矿、锆英石、独居石、锡石、金红石、含钛脉石中的至少一种。本申请对含有多种成分的海砂矿具有回收优势，海砂矿中通常含有大量石英，本申请中强磁选的步骤对石英的筛选效果好，其余步骤也能够成功分离海砂矿的多种复杂成分和杂质，提炼出钛精矿。
进一步的，所述步骤S1中，所述的海滨砂矿按质量百分比含TiO2 2～20％，TiO2粒径在5mm以下。
如果TiO2含量太低，TiO2含量＜2%，则没有回收意义，如果回收，还需增加其它工序；本申请弱磁选-强磁选-电选流程筛选细致，流程较长，在TiO2含量具有一定回收价值且不过高的前提下，相较于单一工序或二种工序结合，具有更加全面的综合回收优势；TiO2粒度如果超过5mm，则需要增加前处理工序，才能更好地发挥回收效果。
进一步的，所述步骤S2中，所述筛下料按TiO2质量百分比含≥5％；
进一步的，所述步骤S3中，所述的沉砂料粒度为0.020mm～0.5mm；
进一步的，所述步骤S4中，所述的弱磁选采用的是湿式筒式弱磁选机；
进一步的，所述步骤S4中，所述的强磁选采用的是重磁拉、立环磁选机或平环磁选机；
进一步的，所述步骤S5中，所述的干燥采用的是回转窑、闪蒸或气流干燥，水分≤1%；
进一步的，所述步骤S6中，所述的静电分选采用的是筒式电选机；所述静电分选的分选电压为20-60kV，转速为80-200rpm，电晕电极数量为1-6根。通过此分选电压、转速和电晕电极数量的设置，可以进一步提高钛铁矿的品位或回收效率。
进一步的，所述步骤S6中，所述钛铁矿的TiO2品位≥45％，钛铁矿的矿物回收率≥85%。
本申请通过弱磁机除磁铁矿，强磁机除石英等，电选去除含钛脉石(如钛辉石），多种步骤结合提升钛铁矿的回收率和品位。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
采用预处理-磁-电联合工艺相比于常规重选、磁选、浮选工艺可以实现钛铁矿的有效回收，当海滨砂矿脉石矿物较多时，采用筛分+脱泥方式分离出密度较低的脉石矿物(脉石矿物较少时省略) ，通过弱磁去除（钛）磁铁矿，通过强磁将钛铁矿和其它重矿物进行分离，通过电选进一步提纯钛铁矿，最终获得高品质的钛精矿，为后续钛化工行业提供优质原料。
采用纯物理工艺，极大程度的减小了对环境的污染，且产品特性容易控制，易于实现大型化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明海滨砂矿回收钛铁矿方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种从海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺，工艺流程图如图1所示，海滨砂矿按质量百分比含TiO2 2～20％，粒径0.010mm～5mm，含有钛铁矿、磁铁矿和石英，并含有赤铁矿、褐铁矿、锆英石、独居石、锡石、金红石、含钛脉石中的至少一种。
包括以下步骤：
S1：将海滨砂矿（按质量百分比含TiO2 3％，粒径0.020mm～5mm）进行筛分分选，筛网孔径为1mm，得到筛下料；
S2：筛下料进行旋流器脱泥，得到沉砂料；
S3：沉砂料进行弱磁选，弱磁选时的磁场强度800Oe，滚筒转速10rpm，获得磁铁矿和弱磁尾矿；
S4：弱磁尾矿进行强磁选，磁选设备为重磁拉，强磁选时的磁场强度5000Oe，获得钛粗精矿和强磁尾矿；
S5：钛粗精矿采用回转窑烘干去除水分，含水率为0.5%，作为电选给料；
S6：电选给料进行静电分选处理，分选电压为25kV，转速为80rpm，电晕电极数量为1根，产出的钛精矿TiO2品位为45.1％，钛铁矿的矿物回收率为90.2%。
实施例2：
一种从海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺，工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
S1：将海滨砂矿（按质量百分比含TiO2 8％，粒径0.015mm～3mm）进行筛分分选，筛网孔径为0.3mm，得到筛下料；
S2：筛下料进行旋流器脱泥，得到沉砂料；
S3：沉砂料进行弱磁选，弱磁选时的磁场强度1200Oe，滚筒转速25rpm，获得磁铁矿和弱磁尾矿；
S4：弱磁尾矿进行强磁选，磁选设备为立环强磁机，强磁选时的磁场强度9000Oe，获得钛粗精矿和强磁尾矿；
S5：钛粗精矿采用闪蒸设备烘干去除水分，含水率为0.3%，作为电选给料；
S6：电选给料进行静电分选处理，分选电压为40kV，转速为140rpm，电晕电极数量为3根，产出的钛精矿TiO2品位为46.0％，钛铁矿的矿物回收率为87.4%。
实施例3：
一种从海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺，工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
海滨砂矿（按质量百分比含TiO2 20％，粒径0.010mm～0.5mm），粗颗粒矿物、脉石矿物及细泥含量较少，省略步骤S1和S2。
S3：海滨砂矿直接进行弱磁选，弱磁选时的磁场强度2000Oe，滚筒转速40rpm，获得磁铁矿和弱磁尾矿；
S4：弱磁尾矿进行强磁选，磁选设备为平环强磁机，强磁选时的磁场强度15000Oe，获得钛粗精矿和强磁尾矿；
S5：钛粗精矿采用气流烘干设备烘干去除水分，含水率为0.1%，作为电选给料；
S6：电选给料进行静电分选处理，分选电压为55kV，转速为200rpm，电晕电极数量为6根，产出的钛精矿TiO2品位为46.5％，钛铁矿的矿物回收率为85.5%。
对比例1：
一种从海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺，工艺流程与实施例1相比，减少了强磁选工序，包括以下步骤：
S1：将海滨砂矿（按质量百分比含TiO2 15％，粒径0.02mm～3mm）进行筛分分选，筛网孔径为0.3mm，得到筛下料；
S2：筛下料进行旋流器脱泥，得到沉砂料；
S3：沉砂料进行弱磁选，弱磁选时的磁场强度1500Oe，滚筒转速27rpm，获得磁铁矿和弱磁尾矿；
S5：弱磁尾矿采用闪蒸设备烘干去除水分，含水率为0.4%，作为电选给料；
S6：电选给料进行静电分选处理，分选电压为40kV，转速为140rpm，电晕电极数量为3根，产出的钛精矿TiO2品位为39.5％，TiO2含量偏低，未达到合格钛精矿的标准要求。
对比例2：
一种从海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺，工艺流程与实施例1相比，将弱磁选和强磁选顺序进行颠倒，其它不变，具体包括以下步骤：
S1：将海滨砂矿（按质量百分比含TiO2 13％，粒径0.018mm～2.5mm）进行筛分分选，筛网孔径为0.3mm，得到筛下料；
S2：筛下料进行旋流器脱泥，得到沉砂料；
S3：沉砂料直接进行强磁选，磁选设备为立环强磁机，强磁选时的磁场强度10000Oe。由于没有预先采用弱磁选去除磁铁矿，在强磁力的作用下，磁铁矿紧密地吸附在强磁机介质上，造成分选腔严重堵塞，导致磁选机无法正常工作，后续工序也无法实施。由此说明，本申请强磁选与弱磁选的步骤具有其优选的技术效果。
Claims (9)
1.一种海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将海滨砂矿筛分，得到筛下料，所述海滨砂矿中含有钛铁矿和磁铁矿；
S2：对筛下料脱泥，得到沉砂料；
S3：将所述沉砂料进行弱磁选，弱磁选时的磁场强度600～2000Oe，滚筒转速10-40rpm，获得磁铁矿和弱磁尾矿；
S4：将所述弱磁尾矿进行强磁选，强磁选时的磁场强度4000～15000Oe，获得钛粗精矿和强磁尾矿；
S5：将所述钛粗精矿烘干去除水分，作为电选给料；
S6：将所述电选给料进行静电分选处理，分别获得钛精矿和电选尾矿。
2.如权利要求1所述的海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，所述海滨砂矿中还包括石英，并含有赤铁矿、褐铁矿、锆英石、独居石、锡石、金红石、含钛脉石中的至少一种。
3.如权利要求1所述的海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述海滨砂矿按质量百分比含TiO2 2～20％，TiO2粒径在5mm以下。
4.如权利要求1所述的海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述筛下料按质量百分比含TiO2≥5％；所述的沉砂料粒度为0.020mm～0.5mm。
5.如权利要求1所述的海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述的弱磁选采用的是湿式筒式弱磁选机。
6.如权利要求1所述的海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述的强磁选采用的是重磁拉、立环磁选机或平环磁选机中的至少一种。
7.如权利要求1所述的海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述的烘干采用的是回转窑、闪蒸或气流干燥中的至少一种，烘干后物料水分≤1%。
8.如权利要求1所述的海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述的静电分选采用的是筒式电选机；所述静电分选的分选电压为20-60kV，转速为80-200rpm，电晕电极数量为1-6根。
9.如权利要求1所述的海滨砂矿中回收钛铁矿的工艺方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述钛精矿中TiO2品位大于45％，钛铁矿的矿物回收率≥85%。
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