劉長淼，吳東印，王守敬，呂子虎，趙登魁，衛(wèi) 敏，馮安生，郭珍旭

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450006)

鈦磁鐵礦主要分布于中國、俄羅斯、加拿大、挪威、南非等國，我國的資源儲(chǔ)量近100億t。我國的鈦磁鐵礦在四川、云南、河北、黑龍江等地都有分布，其中90%以上的資源都分布在四川地區(qū)[1]。我國鈦磁鐵礦的一般采用“階段磨礦-階段磁選”工藝進(jìn)行鐵的回收[2-4]，同時(shí)一般在鐵精礦中綜合回收鈦和釩，且常常根據(jù)市場(chǎng)情況，對(duì)鐵精礦指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。本研究針對(duì)云南某低品位鈦磁鐵礦進(jìn)行選鐵研究，以期為該礦山的開發(fā)提供技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦化學(xué)組成

原礦化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果如表1所示。

由分析結(jié)果可知，原礦中TFe品位為21.26%，TiO2品位為6.33%。原礦中鐵含量高，是主回收元素，鈦含量較高，可以綜合利用，V2O5的品位達(dá)到0.22%，亦可以綜合利用(本文僅探討鈦磁鐵礦的選別回收。)

表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果/%

1.2 原礦礦物組成

根據(jù)原礦工藝礦物學(xué)研究，原礦的礦物組成及各種礦物含量如表2所示。

由結(jié)果可知，礦石中的主要含鐵礦物有鈦磁鐵礦、鈦鐵礦和黑云母等，主要脈石礦物為輝石、斜長石等，其中鈦磁鐵礦的礦物含量為23.5%。

表2 原礦主要礦物含量/%

1.3 原礦鐵物相分析

為了進(jìn)一步確定原礦中鐵的賦存狀態(tài)，特進(jìn)行了鐵物相分析，分析結(jié)果見表3所示，由結(jié)果可知，原礦中磁性鐵約占總鐵的61.47%。

2 選礦試驗(yàn)

由原礦工藝礦物學(xué)分析結(jié)果可知，原礦中主要可供回收的鐵礦物為鈦磁鐵礦，其次為鈦鐵礦等礦物，因此針對(duì)原礦進(jìn)行了詳細(xì)的磁選試驗(yàn)。

表3 原礦鐵物相分析結(jié)果/%

2.1 實(shí)驗(yàn)室選鐵試驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度對(duì)磁選回收鐵的影響試驗(yàn)

為了確定磁選回收鈦磁鐵礦時(shí)，原礦入選的最佳磨礦細(xì)度，進(jìn)行了不同磨礦細(xì)度條件下，原礦的磁選試驗(yàn)。試驗(yàn)按圖1所示流程進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)磨礦細(xì)度為40%～60%之間時(shí)，一段粗選可獲得TFe品位53%左右，回收率在62.5%左右的鈦磁鐵礦精礦，由于該礦山在鈦磁鐵礦精礦TFe品位為53.5%時(shí)，盡可能的提高回收率，能將礦石效益最大化，綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為-0.074mm含量為50%。

圖1 磨礦細(xì)度對(duì)磁選影響試驗(yàn)流程

表4 磨礦細(xì)度對(duì)磁選影響試驗(yàn)結(jié)果/%

2.1.2 粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁選回收鐵的影響試驗(yàn)

為了確定回收鈦磁鐵礦時(shí)，粗選的最佳磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)行了不同磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下的磁選試驗(yàn)?？紤]到本次實(shí)驗(yàn)研究的目標(biāo)精礦品位要求為53.5%，因此磁選粗選時(shí)，可將磁場(chǎng)強(qiáng)度適當(dāng)提高，在回收鈦磁鐵礦的同時(shí)，也將部分鈦鐵礦或赤(褐)鐵礦連生體選出，以提高TFe回收率，同時(shí)還能在不提高磨礦細(xì)度的同時(shí)，盡早回收鈦，在煉鋼后，進(jìn)行鈦的回收。試驗(yàn)按圖2所示流程進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，試驗(yàn)中使用的磁選機(jī)為脈動(dòng)式高梯度磁選機(jī)。

圖2 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁選影響試驗(yàn)流程

表5 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁選影響試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可知，在100～170kA/m的磁場(chǎng)強(qiáng)度區(qū)間內(nèi)，鈦磁鐵礦粗精礦的TFe品位保持在43%左右，TFe回收率在70%左右，而TiO2品位在13%左右，回收率也在70%左右，對(duì)照原礦的鐵物相分析結(jié)果可知，粗選的指標(biāo)較好。

2.1.3 磁篩精選試驗(yàn)

磁篩是鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所的一種專利設(shè)備，主要用于磁鐵礦的精選作業(yè)，它根據(jù)磁團(tuán)聚原理，在磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的復(fù)合優(yōu)化力場(chǎng)作用下，采用機(jī)械分級(jí)的方式，可高效去除磁鐵礦中的雜質(zhì)礦物，從而提高磁鐵礦的品質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)采用磁篩設(shè)備，對(duì)粗精礦進(jìn)行提質(zhì)降雜研究。試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，使用磁篩設(shè)備，可以有效的提高磁選粗精礦的品位，最終鈦磁鐵礦精礦的TFe品位保持在55%左右，TFe回收率保持在60%以上，對(duì)比物相分析數(shù)據(jù)可知，回收率指標(biāo)數(shù)據(jù)較高。

圖3 磁篩精選試驗(yàn)流程圖

圖4 磁篩精選試驗(yàn)結(jié)果

2.2 磁選擴(kuò)大試驗(yàn)

由實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果可知，采用“弱磁粗選—磁篩精選”的流程可很好的回收原礦中的鈦磁鐵礦，選別指標(biāo)優(yōu)異。因此采用該流程，進(jìn)了次擴(kuò)大試驗(yàn)研究，以驗(yàn)證流程的穩(wěn)定性和磁篩設(shè)備的可靠性。實(shí)驗(yàn)采用如圖5所示流程，一段磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度控制為143.31kA/m，以保證粗選的回收率。擴(kuò)大試驗(yàn)原礦處理量為79.20kg/h，實(shí)驗(yàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)24h，共3個(gè)班次。擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)的最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 擴(kuò)大試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果

由此可知，粗選提高選別場(chǎng)強(qiáng)，較好的保證了TFe回收率；精選使用磁篩設(shè)備可有效保證最終精礦的TFe品位，采用一段磁選粗選-磁篩精選流程，很好的回收了原礦中的鈦磁鐵礦，同時(shí)也保證了TiO2的回收，取得了TFe和TiO2品位分別為53.89%和13.35%，TFe和TiO2回收率分別為62.23%和51.69%的優(yōu)異精礦指標(biāo)。

3 結(jié)論

1) 原礦中主要含鐵礦物為鈦磁鐵礦，礦物量達(dá)23.5%，鈦磁鐵礦中所含鐵占全鐵的61.47%。

2)粗選適當(dāng)提高選別磁場(chǎng)強(qiáng)度，可以很好的保證粗選回收率，精選使用磁篩設(shè)備可以有效的提質(zhì)降雜，保證精礦品位；當(dāng)控制磨礦細(xì)度為-0.074mm含量50%，控制弱磁磁場(chǎng)強(qiáng)度在100～170kA/m區(qū)間內(nèi)，磁篩間距控制為70mm，可獲得TFe品位55.85%、回收率為59.16%的鈦磁鐵礦精礦。

3)經(jīng)擴(kuò)大試驗(yàn)驗(yàn)證，“弱磁磁粗選-磁篩精選”流程可以很好的回收鈦磁鐵礦?？刂颇サV細(xì)度為-0.074mm含量50%，一段磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度控制為143.31kA/m，磁篩間距控制為70mm，獲得了TFe和TiO2品位分別為53.89%和13.35%，TFe和TiO2回收率分別為62.23%和51.69%的優(yōu)異精礦指標(biāo)。

[1] 廖祥文，張?jiān)愡_(dá)，等.攀西某低品位釩鈦磁鐵礦選鐵試驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2006(3):3-6.

[2] 張俊輝，張淵，楊永濤.某釩鈦磁鐵礦選鐵工藝流程研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2008(6):19-21.

[3] 陳達(dá)，傅文章，洪秉信.某釩鈦磁鐵礦綜合利用試驗(yàn)研究[J].中國礦業(yè)，2011,20(5):84-86.

[4] 陳達(dá)，傅文章，洪秉信.某釩鈦磁鐵礦選鐵的試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2010(11):75-77.