云南某红土型风化钛砂矿选矿工艺研究.pdf

3 0 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第4 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ，j j s s n ．1 6 7 l 一9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．0 4 ．0 0 9 云南某红土型风化钛砂矿选矿工艺研究 张汉平，刘玫华，陈献梅 昆明冶金研究院，昆明6 5 0 0 3 1 摘要在详细研究云南某红土型风化钛砂矿原矿性质的基础上，进行了多种试验室选矿工艺研究，弱磁强磁重 选流程试验得到的钛精矿含7 r i 0 24 8 ．0 6 ％，回收率7 4 ．4 7 ％；弱磁强磁抛尾后的粗精矿进行小型浮选闭路试验得到的钛精矿 含T i 0 24 0 ．7 6 ％，回收率8 5 ．3 5 ％，选矿指标较好，为选厂的改造提供可靠的技术支持。 关键词红土型；风化钛矿；重选；脱泥；预处理 中图分类号T D 9 5 2 ．7文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 0 4 0 0 3 咖5 R 嗍r c l I 伽M i l l e 嘲P r o c 嘲i n gP m c 麟o faW e a t h e r e dT i t a n i 哪O 咒o fY u 舳舳 Z 础ⅣG 丑a 印Z 叼，口U 胁{ u 口，a 丑Ⅳ船伽m 甙 m ，l 棚叼胁脚Z u n 则鼢∞r c hI h s t i t u 钯，厨l n m i 哪6 5 D D 3 I ，饥{ n 动 A b s t I 甚c t A c c o r d i n gt ot h ed e t a i l e dr e s e a r c hr e s u l t s o ft h ep m p e r t i e so fal a t e r i t ea n dw e a t h e r e d t i t 锄i u mo r e ， m a n yp m c e s ss t u d i e sh a v eb e e n d o n ei n t h el a b o r a t o r y ． B ya d o p t i n gt l l e n o w s h e e to fl o w i n t e n s i t rm a g n e t i cs e p a r a t i o n ， h i g h i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n a n d铲a V i t yc o n c e n t r a t i o n ，T h et i t a n i u m c o n c e n t r a t eg r a d i n g4 8 ．0 6 ％T i 0 2w 嬲o b t a i n e d 访t hr e c o v e r yo f7 4 ．4 7 ％，w h i l ee m p l o y i n gt h en o w s h e e to f t a i l i n g s r e m o v a l b yl o w i n t e n s i t y a n dh i g h i n t e n s i t ym a g n e t i c s e p a r a t i o n a n dr o u g hc o n c e n t r a t en o t a t i o n ， f i n a U y 鼬o di n d e x e dw 鹊 a c h i e v e da n dt i t a n i u mc o n c e n t r a t eg r a d i n g4 0 ．7 6 ％T i 0 2w a s9 0 tw i t hr e c o v e r yo f 7 4 ．4 7 ％b vt h es m aU s c a l ec l o s e d c i r c u i t ， s ot h er e s e a r c hr e s u l t sc o u l dp m v i d er e l i a b l et e c h n i c a ls u p p o n ． 1 【e yw o r d _ s l a t e r i t eo r e ；w e a t h e r e dt i t a J l i u mo r e ；g r a v i t yc o n c e n t r a t i o n ；d e s l i m i n g ；p r e t r e a t m e n t 云南某红土型风化钛砂矿原矿含T i O 8 ．6 3 ％， 含铁1 7 ．3 3 ％。在对原生产工艺流程进行了详细的 考察后发现现场的回收率只有3 5 ％左右，整个选厂 采用的“重选磁选”流程中，重选采用螺旋溜槽 对细粒级矿物选别较差，导致选矿厂钛回收率偏 低[ 川。为此在对代表性矿样进行详细的工艺矿物学 研究的基础上[ 2 - 3 ] ，对该矿样进行多种工艺流程的 试验室研究，得到的钛精矿品位在4 6 ％以上，回收 率7 0 ％以上，回收率有了很大的提高，为选矿厂的 改造提供可靠的技术支持。 表1 7 r a b l e1 1原矿性质 1 ．1 原矿化学多元素分析 根据原矿多元素分析结果 见表1 可知，原 矿中主要回收元素是钛和铁，原矿含T i O 8 ．6 3 ％， 含铁1 7 ．3 3 ％。 1 ．2 矿物组成 代表性原矿样品经过x 射线、电子扫描电镜分 析、薄片和光片鉴定，主要矿物组成及含量见表2 。 原矿多元素分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l y s i Sr e s u l t so fm n o f - m i n eo r e ／％ 收稿日期2 0 1 2 0 9 2 8修回日期2 0 1 3 0 5 2 3 作者简介张汉平 1 9 7 2 一 ，男，云南大理人，高级工程师。 万方数据 2 0 1 3 年第4 期张汉平等云南某红土型风化钛矿选矿工艺研究 3 1 钛铁矿多呈自形晶粒状或它形粒状，可见菱面 体晶、六方柱状晶、板状晶的钛铁矿完整晶体，而 大多为碎粒状钛铁矿[ 4 ] 。钛铁矿晶体表面或颗粒表 面坑洼不平，凹坑处常被乳黄色的褐铁矿黏土、白 钛石所充填，并可见橄榄石或纤维状蛇纹石嵌入凹 坑，部分细粒钛铁矿包含于蛇纹石之中。试样中大 多数为单体钛铁矿，少部分为钛铁矿与钛一磁赤铁 矿连生体。 铁主要是以钛一磁赤铁矿的形式存在，呈黑色、 褐色，条痕褐色，粒状，交代钛一磁铁矿，少数残 留钛一磁铁矿常可见呈钛一磁铁矿八面体晶假象的 钛一赤铁矿，部分钛一磁赤铁矿与钛铁矿呈连生体。 1 ．3 原矿筛分分析 对原矿进行粒度筛分分析结果见表3 。原矿中 细粒级一5 斗m 部分矿物占4 4 ．1 0 ％，但含T i O 较低 为0 ．8 5 ％；钛主要分布在 3 7 斗m 粒级中钛金属分 布率占9 2 ．9 7 ％，铁金属分布率为5 0 ．0 3 ％，对钛和 铁的分离较为有利。 表3原矿粒度筛析分析结果 T a b l e3 S c r e e n i n ga n a l y s i sr e s u l t o fm n o f m i n e o r e，％ 1 ．4 原矿的解离度测定 原矿解离度测定结果见表4 。在一1 0 ．4 5m m 粒 级中解离度9 2 ．7 2 ％，在一0 ．4 5 O ．2m m 粒级中解离 度可达9 8 ．8 1 ％。尽管原矿中钛铁矿都呈颗粒状， 但有部分钛铁矿与假象钛赤铁矿连生，部分钛铁矿 表面坑洼处黏附泥，少量钛铁矿包含在蛇纹石中， 因此原矿中各粒级都有连生体钛铁矿，要获得高品 位钛精矿和进一步的提高钛的回收率，需要磨矿 或擦洗[ 5 ] 。 表4原矿解离度测定结果 7 r a b l e4n b e r a t i o nd e g r e e a n a l y s i sr e s u l to fm n o f ．m i n eo r e／％ 2 选矿试验研究 2 ．1 直接重选试验 红土型风化钛砂矿原矿因风化程度高，松散度 较好，含泥量高，先搅拌后进行筛分，筛上粒级返 回磨矿，使其全部过筛。原矿直接重选试验流程见 图1 和图2 ，试验结果见表5 。由表5 可知，入选 粒度为一0 ．4 5m m 的分级摇床重选试验得到的精矿 含T i O 4 6 1 8 ％，回收率6 8 ．7 0 ％。人选粒度为0 2m m 的分级摇床重选试验得到的精矿含T i O 4 4 ．9 7 ％， 回收率7 7 ．5 9 ％。人选粒度为一O ．2n u n 的分级螺旋 溜槽重选试验得到的精矿含T i O 4 4 ．2 3 ％，回收率 原矿 钛精矿中矿尾矿 图1 重选试验流程 1 F i g ．1 n o w s h e e to f 铲a v i t rc o n c e n t r a t i o np r o c e s s 1 万方数据 3 2 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第4 期 原矿 钛精矿 中矿尾矿 图2 重选试验流程 2 F i g ．2 n o w s h e e to fg r a 、r i t yc o n c e n t r a t i o np r o c e s s 2 表5重选试验结果 T a b l e57 r e s tr e s u l t So ft l l eg m V i t yc o n c e n t r a t i o n ，％ 5 5 ．7 4 ％。对比可知摇床重选的总体效果较好，钛精 矿品位和回收率高。 2 ．2 风化钛砂矿原矿弱磁一强磁预处理再选试验 红土型风化钛砂矿原矿中含有1 7 ．3 3 ％的铁， 且主要是存在细粒级中。为此考虑使用弱磁磁选法 先从原矿中回收铁矿物，再从弱磁选尾矿使用强磁 选回收钛粗精矿。然后钛粗精矿再进行摇床重选、 螺旋溜槽重选、高梯度强磁磁选和浮选多种方案的 联合工艺试验。预处理可先抛除大量的铁矿物和矿 泥，避免了对钛矿物回收的处理。 2 ．2 ．1 原矿弱磁一强磁预处理 弱磁一强磁预处理工艺中，经过条件试验后弱 磁磁选选用0 ．2T 背景场强，强磁磁选选用1 ．0T 背景场强，得到弱磁精矿、粗精矿和尾矿。预处理 试验结果见表6 。由表6 可知，尾矿产率7 4 ．4 3 ％， T i O 品位为1 ．1 0 ％，回收率为9 ．2 7 ％，可见预先抛 尾效果较好。得到的粗精矿产率2 3 ．5 l ％，T i O 品 位为3 2 ．4 5 ％，回收率为8 6 ．3 8 ％。 表6弱磁一强磁预处理试验结果 T a b l e67 r e s tr e s u l t so fp r e t r e a t m e n tw i t hl o wa n d h i g hi n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n ／％ 2 ．2 ．2 粗精矿再选工艺流程试验 2 ．2 ．2 ．1 粗精矿重选工艺流程试验 经过弱磁一强磁预处理后得到的粗精矿筛分 成 0 ．0 7 4m m 和一O ．0 7 4m m 两个粒级分别进行摇床 重选试验，得到的钛精矿产率1 2 ．9 3 ％，含T i O 4 8 ．0 6 ％，回收率7 4 ．4 7 ％；粗精矿筛分成 0 ．0 7 4m m 和一0 ．0 7 4m m 两个粒级分别进行螺旋溜槽重选试 验，得到的钛精矿产率1 5 ．5 6 ％、品位4 3 ．2 3 ％、回 收率7 6 ．9 0 ％。再一次证明了摇床重选的效果比螺 旋溜槽好，但相比生产现场不分级、不脱泥、直接 螺旋溜槽分选的钛回收率提高了许多。 2 ．2 ．2 ．2 粗精矿强磁工艺流程试验 粗精矿进行强磁精选试验，试验流程见图3 ， 试验结果见图4 。由图4 可知，粗精矿经过强磁精 选得到精矿的品位随着场强的增加而降低，回收率 随着场强的增加而增加。在0 ．4T 的场强下，得到 的精矿含T i 0 24 4 ．3 7 ％、回收率4 7 ．6 7 ％，在O ．8T 的 场强下，得到的精矿含T i O 4 1 ．6 2 ％、回收率7 8 ．3 3 ％。 由此可见，使用强磁工艺对粗精矿进行精选得到的 精矿品位不高，效果没有摇床重选的效果好。 粗精矿 精矿尾矿 图3 粗精矿强磁精选试验流程 F i g ．3 n o w s h e e t0 fc l e a n i n gt e s to fr o u g h c o n c e n t r a t eb yh i g h i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n 钛矿物的浮选首要的是捕收剂的问题，常用的 钛矿物捕收剂主要有脂肪酸类捕收剂、膦酸类捕收 剂、苄基胂酸类捕收剂及羟肟酸类捕收剂等。弱 万方数据 2 0 1 3 年第4 期张汉平等云南某红土型风化钛矿选矿工艺研究 3 3 堡 遥 n 鲁 S 目 堡 褂 擎 匿 蟮 图4 粗精矿强磁精选试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fc l e a n i n gt e s to fr o u g hc o n c e n n a t e b yh i g h i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p 啪t i o n l 磁强磁预处理工艺抛掉了大部分的矿泥和铁矿物， 对钛矿物的浮选较为有利。在此主要进行了捕收剂 种类、捕收剂用量和抑制剂水玻璃用量的试验研究。 1 捕收剂种类试验 钛粗精矿搅拌后，进行捕收剂种类试验，试验 流程为一次粗选、一次扫选 水玻璃为15 0 0 7 5 0 鼽 ，试验结果见表7 。由表7 可知，油酸对钛矿物 的浮选效果比单独使用苯乙烯膦酸、水杨羟肟酸、 氧化石蜡皂和塔尔油的浮选效果好，油酸与其他捕 收剂的配合使用与单独使用油酸的效果差不多。 表7捕收剂种类试验结果 1 铀l e7T e s tr e s u l t so fc o l l e c t o rs p e c i e s／％ 精矿 4 1 ．8 49 ．8 43 5 ．3 54 1 ．8 49 ．8 4 苯乙烯膦酸中矿4 ．7 11 ．1 12 7 ．4 64 ．7 l1 ．1 1 2 0 0 0 1O o o尾矿5 3 ．4 51 2 ．5 72 7 ．5 35 3 ．4 51 2 ．5 7 油警荦享 7 ；孑；1 ；主薹黑47 ；孑；1 主 揣器。赫。 嘉。等 试验研究，试验流程一次粗选、一次扫选 水玻璃 为15 0 0 7 5 0 矾 ，试验结果见图5 。从图5 可以看 出，钛品位和回收率 精矿 中矿的平均品位和累 计回收率 随着用量的增加而增加，但是油酸用量 的增加会使得泡沫变的发黏，不利于后续处理。 零 、 通 碍 H o 昌 零 、 僻 馨 回 撂 油酸用量， k g ‘t 1 图5 捕收剂用量试验结果 对作业 F i g ．5 R e s u l t so fc o Ⅱe c t o rd o s a g et e s t b a s e do n o p e r a t i o n 3 水玻璃用量试验 由于经过弱磁一强磁预处理后得到的钛粗精矿 含泥量不大，因此对矿泥和脉石抑制剂的选择不是 那么严格和广泛。水玻璃价格低廉，对脉石的抑制 效果也好，因此在试验中不对其他的脉石抑制剂进 行研究。水玻璃用量试验流程也为一次粗选、一次 扫选 油酸为71 4 4 35 7 2 趴 ，试验结果见图6 。 水玻璃用量， k g r ‘ 图6 水玻璃用量试验结果 对作业 F i g ．6 R e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t ed o s a g et e s t 4 浮选闭路试验结果 在条件试验的基础上，进行闭路试验，钛 粗精矿经过一次粗选 水玻璃15 0 0 趴，油 酸53 5 8 趴 、一次扫选 水玻璃7 5 0 虮，油酸 26 7 9 趴 、四次精选的工艺流程后，得到的试验 结果见表8 。 2 捕收剂用量试验 3结论 由捕收剂种类试验结果可知，油酸的捕收效果1 云南某红土型风化钛砂矿原矿含T i O 比其他的捕收剂的捕收效果好，因此对其用量进行8 ．6 3 ％，含铁1 7 ．3 3 ％，主要回收元素是钛和铁，其 砌够如晒舳西加2∞弱 踮舳艿加舒∞弱∞帖 0 5 0 5 O 5 O 5 O 5 0钙铒甜钙钙铊铊钉甜加∞ 万方数据 3 4 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第4 期 表8闭路试验结果 ，I 铀l e8R e s u h so fc l o s e d c i r c u i tt e s t／％ 他元素硅、铝、钙和镁少量。 2 钛铁矿多呈自形晶粒状或它形粒状，可见 菱面体晶、六方柱状晶、板状晶的钛铁矿完整晶 体，而大多为碎粒状钛铁矿。钛铁矿晶体表面或颗 粒表面坑洼不平，凹坑处常被乳黄色的褐铁矿、黏 土、白钛石所充填，并可见橄榄石或纤维状蛇纹石 嵌入凹坑，部分细粒钛铁矿包含于蛇纹石之中。试 样中大多数为单体钛铁矿，少部分为钛铁矿与钛一 磁赤铁矿连生体。 3 对原矿采用弱磁一强磁工艺进行预处理， 预先抛尾效果较好，可先抛除大量的铁矿物和矿 泥，减少对后续作业的干扰。对得到的粗精矿进行 多种工艺流程精选试验，采用摇床重选工艺得到的 精矿含T i O 较高，达4 8 ％，回收率达7 4 ．4 7 ％。采 用浮选工艺处理粗精矿，得到的精矿含T i O 4 0 ．7 6 ％，回收率8 5 ．3 5 ％，钛回收率比其它工艺流 程的高许多。经过试验室多种工艺流程的对比，可 为选矿厂的改造提供可靠的技术支持。 参考文献 [ 1 ] 陈国荣．广西某钛铁矿的选矿工艺设计[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 5 2 9 3 2 ． [ 2 ] 吴彩斌，段希祥，曾桂忠．风化钛铁矿可选性试验研究 [ J ] ．金属矿山，2 0 0 2 1 2 4 4 蜥． [ 3 ] 王立刚，陈金中．某钛粗精矿提高品位选矿试验研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 3 l - 4 ． [ 4 ] 刘万峰，于梅花，滕根德．河北某钛铁矿选矿试验研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 8 4 l o ．1 4 ． [ 5 ] 覃文庆，王彦莉，曲鸿鲁，等．山东某复杂钛铁矿的选矿 试验研究[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 0 9 3 2 3 2 6 ． ， ，；、 ／≯ ／孓 ／；、 ／斗 ／佘 ／孓 ／佘 ／斗 ／仝 ／佘 ／会 ／乱 ／玉 ／佘 ／佘 ／乱 ／佘 ／乱 ／佘 ／仝 ／佘 ／佘 石＼ 石＼ 石、 石卜 石、 石＼ 八乡分。乍＼ 石N I ／；、 上接第2 3 页 率，因此，采用重浮联合工艺补充试验进一步提高 金的回收率。 3 ．7 重浮联合工艺闭路试验 增加重选后尾矿金品位从0 ．7 2 ％下降到0 ．5 3 ％， 金的总回收率也从7 2 ．3 6 ％提高到8 1 ．3 5 ％，并且重 选精矿中金的品位达到4 2 ．4 3 趴，可以直接作为最 终产品出售。 此外，重选精矿和浮选精矿中，银品位均超过 2 0 0g ，t ，银的综合回收率约为7 0 ％，精矿铜品位也 达到3 ％，但因孔雀石为微细粒浸染状分布，增加 了回收难度，导致铜的回收率较低。 4 结论 1 该多金属氧化矿石氧化程度严重，矿物种 类较多，金、银等有价矿物赋存状态也比较复杂， 且各种矿物间的共生关系十分密切，给选矿回收金 带来了不利影响。 2 重浮联合工艺闭路试验结果表明，在 一7 4 斗m8 3 ．7 6 ％条件下，该重浮联合工艺可以获得 金品位4 2 ．4 3 趴的重选精矿和2 2 ．4 3 趴的浮选精 矿，金的综合回收率达到8 1 ．3 5 ％。同时，银和铜 也作为精矿产品中的计价元素得到了一定程度的综 合回收。 3 试验确定的优先重选一重选尾矿采用一次 粗选、两次精选、三次扫选的重浮联合工艺流程， 可获得较好的技术指标，并且工艺简单、投资少、 成本低。试验确定流程已初步应用于现场，并取得 了较好的经济技术指标。 参考文献 [ 1 ] 刘水红，陶明皓，郑桂兵，等．某复杂金矿石选矿试验研 究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 9 ，3 9 1 0 9 8 1 0 3 ． [ 2 ] 关通．从莱山金矿浮选回收金的研究[ J ] ．材料研究与 应用，2 0 0 8 ，2 2 1 5 8 1 6 1 ． [ 3 ] 邱廷省，李国栋，方夕辉．复杂多金属氧化矿中金银回收 技术研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 9 ，3 9 9 8 4 - 8 8 ． [ 4 ] 张岳．某金铜氧化矿提金探索试验[ J ] ．矿产综合利 用，2 0 0 9 6 1 3 1 5 ． [ 5 ] 马科友，王洪凯，吕久吉．提高金银浮选回收率的试验研 究[ J ] ．有色矿冶，2 0 1 0 ，2 6 2 1 “1 8 ． 万方数据