毕机沟钒钛磁铁矿选铁流程优化研究.pdf

第3 6 卷第1 期 2 0 1 6 年0 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 6 №I F e b r u a r y2 0 1 6 毕机沟钒钛磁铁矿选铁流程优化研究① 于元进 洋县钒钛磁铁矿有限责任公司，陕西汉中7 2 3 3 0 0 摘要总结和回顾了毕机沟钒钛磁铁矿的工艺流程变革情况，分析了各工艺流程的优缺点。研究结果表明，采用Z C L A 选矿机处 理毕机沟极贫钒钛磁铁矿，可在粗粒条件下同时回收铁和钛，直接排弃合格尾矿，简化了工艺流程，降低了成本，为贫钒钛磁铁矿的 利用提供了新的途径。 关键词钒钛磁铁矿；选铁；选钛；流程优化 中图分类号T D 9 2文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 6 ．0 1 ．0 1 5 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 6 0 1 - 0 0 5 9 0 4 F l o w s h e e tO p t i m i z a t i o nf o rI r o nS e p a r a t i o nf r o m V a n a d i f e r o u sT i t a n o m a g n e t i t eO r ei nB i j i g o u Y UY u a n - j i n y 口n gC o u n t yV a n a d i u m b e a r i n gT i t a n o m a g n e t i t eM i n eC oL t d ，H a n z h o n g7 2 3 3 0 0 ，S h a a n x i ，C h i n a A b s t r a c t A ne v o l u t i o no ff l o w s h e e t sf o rp r o c e s s i n gv a n a d i f e r o u st i t a n o m a g n e t i t eo r ef r o mB i j i g o uM i n ei nY a n gC o u n t y w a ss u m m a r i z e d ，w i t ha d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fe a c hf l o o w s h e e t sp r e s e n t e di nt h ep a p e r ．W h e nas e p a r a t o rZ C L A w a se m p l o y e dt ot r e a tt h i se x t r e m e l yl e a nv a n a d i f e r o u st i t a n o m a g n e t i t eo r e ，c o a r s e g r a i n e di r o na n dt i t a n i u mm i n e r a l sc a n b ec o l l e c t e dw i t hc o a r s et a i l i n g sd i r e c t l yd i s c a r d e d ．T h i ss i m p l i f i e df l o w s h e e tr e s u l t i n gi nt h e p r o c e s s i n g c o s tr e d u c e d c o u l db er e g a r d e da san e wa p p r o a c hf o ru t i l i z a t i o no fl e a nv a n a d i f e r o u st i t a n o m a g n e t i t eo r e s ． K e yw o r d s v a n a d i f e r o u st i t a n o m a g n e t i t eo r e ；i r o ns e p a r a t i o n ；t i t a n i u ms e p a r a t i o n ；f l o w s h e e to p t i m i z a t i o n 洋县钒钛磁铁矿于2 0 世纪7 0 年代探明，并于2 0 世纪9 0 年代实施工业开发。2 0 0 1 年底在洋县桑溪镇 建成了处理钒钛磁铁矿的第一座选厂，从那时至今，随 着铁矿石加工技术和选矿设计理念的进步，特别是随 着铁矿价格的变化和高效选矿设备的投入运行，洋县 毕机沟钒钛磁铁矿人选品位降低，扩大了该区的资源 储量。为了将这一宝贵资源利用好，本文对该矿工艺 流程进行了总结和比较。 1 矿石工艺矿物学特征 该矿从探矿至今，历次试验样化学成分测试数据 见表1 ，矿石中主要矿物含量见表2 ，铁化学物相分析 结果见表3 ，钛化学物相分析结果见表4 。 表1 矿石主要化学成分 质量分数 ／％ 表2 矿石中主要矿物含量 质量分数 ／％ 。。 钛磁钛铁假象赤金属角闪石斜长云母滑石榍其 仟” 铁矿矿褐铁矿硫化物辉石石绿泥石石它 表3 矿石中铁化学物相分析结果 表4 矿石中钛化学物相分析结果 矿石中主要目的矿物的粒度组成及其分布特点对 ①收稿日期2 0 1 5 0 8 1 4 作者简介于元进 1 9 6 3 - ，男，陕西汉中人，高级工程师，主要从事钒钛磁铁矿研究与生产工作。 万方数据 矿冶工程 第3 6 卷 确定磨矿细度和制订合理的选矿工艺流程有着直接的 影响。为此，在显微镜下对矿石中钛磁铁矿和钛铁矿 的嵌布粒度进行了统计，结果列于表5 。 表5 钛磁铁矿和钛铁矿的嵌布粒度 2 0 1 3 年矿样 粒级／m m 钛磁铁矿钛铁矿 分布率／％累计分布率／％分布率／％累计分布率／％ 由表5 可以看出，矿石中钛磁铁矿和钛铁矿均具不 均匀中细粒嵌布的特征，当粒级为 0 ．1 5m m 时，钛磁铁 矿和钛铁矿正累计分布率分别为8 8 ．7 9 ％和8 4 ．0 6 ％。 单纯从嵌布粒度来看，在- 0 ．1 0 5m m 的磨矿细度条件 下，9 0 ％以上的钛磁铁矿和钛铁矿均可得到解离，此时 - 0 ．0 7 4m i l l 粒级含量约为8 5 ％。 矿石中金属矿物主要是钛磁铁矿和钛铁矿，其次 是假象赤铁矿和褐铁矿；金属硫化物以黄铁矿为主；脉 石矿物以长石和角闪石居多，次为辉石、榍石、绿泥石、 滑石和绢云母。钛磁铁矿和钛铁矿是选矿回收的主要 矿物，铁精矿和钛铁精矿是选矿的两个目标产品，钒以 类质同象状态赋存于钛磁铁矿中，随铁精矿得到富集。 目前只有通过冶金的方法才能实现铁钒的有效分离。 矿石具稀疏一星散浸染状构造。钛磁铁矿和钛铁 矿常呈浸染状沿脉石矿物粒间充填。钛磁铁矿的次生 变化主要是假象赤铁矿化，次为榍石化。钛铁矿的次 生变化主要为榍石化，次为金红石化，其中榍石交代钛 铁矿的现象极为广泛，这也是选矿钛回收率偏低的主 要原因之一。 矿石中钛磁铁矿和钛铁矿均具不均匀中细粒嵌布 的特征。欲使9 0 ％以上的钛磁铁矿和钛铁矿获得解 离，处理区内矿石时，建议选择一0 ．0 7 4m m 粒级含量占 8 5 ％左右的磨矿细度。 脉石矿物的粒度较金属矿物更粗，这种差别有利 于寻求实现“能抛早抛”的技术方案，对贫矿来说是很 重要的。 2 不同时期选铁试验流程和指标 不同时期试验原则流程见图1 4 ，技术指标见表6 。 原矿 精矿 尾矿 图1 原则流程1 原矿 精矿 尾矿 图2 原则流程2 原矿 铁精矿 图3 原则流程3 尾矿 原矿 铁精矿 图4 原则流程4 选铁尾矿 万方数据 第1 期 于元进毕机沟钒钛磁铁矿选铁流程优化研究 表6 不同时期试验流程条件和技术指标 试验评价一3r f l l T l 粗粒抛尾，可大大减少选铁过 程中继续磨矿的矿量，更好地落实贫铁矿“能抛早抛” 的选矿节能原则，是较好的工艺。但- 3m m 粗精矿再 进行两段磨矿磁选工艺，对投资和成本控制来说，又增 加了设备数量和配套设施，是否采用该流程还要进行 详细的技术经济方案比较。 从流程1 - 4 变化可明显看出，毕机沟矿区选出合 格铁精矿的磨矿细度- 0 ．0 7 4l n l n 粒级占5 8 ％提高至 8 5 ％以上，说明矿石嵌布粒度的变化普遍变细，磨矿成 本增加是必然的。为了更好地开发利用本区资源，既 要重视节能降耗和资源的综合利用问题，更要积极优 化流程结构。 近一年的实际生产比较证明，流程6 比流程7 更优。 对选铁来说，流程6 第一段用圆筒筛分级 隔粗 ，圆 筒筛下- 3m m 粒级直接弱磁粗选抛尾，现有设备完全 能够保持生产顺行，从而很好地贯彻了能抛早抛的选 矿原则；流程中的二段磨矿分级，采用了旋流器和高频 细筛构成的高效组合分级系统。组合分级的系统分级 效率明显高于单一旋流器分级。流程7 中，一段磨矿 分级采用了组合分级，对贫矿来说增大了低品位矿的 磨矿循环负荷。 原矿 3 工业应用的选矿流程和分析 铁精矿 3 ．1 工业应用选矿工艺流程的对应生产指标 图5 为2 0 0 1 年选矿厂的工业流程，该流程采用了 阶磨阶选工艺和高频振动细筛分级技术，这在当时的 钒钛磁铁矿选矿中还较少见。由于受铁精矿价格较 低、运输距离远影响，综合考虑选矿工艺中的节能方 针，并结合陕西省内当时单一磁铁矿普遍采用阶磨阶 选工艺流程的实际情况，因而选定该流程。投产运行 证明该工艺在当时条件下是完全符合实际情况的。 原矿 铁精矿 图5 原则流程5 铁尾矿 图6 和图7 为选矿厂正在使用的工艺流程。通过 图6 原则流程6 原矿 尾矿 铁精矿 图7 原则流程7 工业生产用流程技术指标见表7 。 表7 工业生产用选矿工艺流程选铁技术指标 万方数据 矿冶工程 第3 6 卷 图8 是依据试验报告结论，本着铁、钛同选理念提 出的优化工艺流程，这一生产工艺流程经过25 0 0h 以 上的生产运行证明，在原矿品位1 7 ．1 4 ％时，可获得产 率1 4 ．8 6 ％、品位5 5 ．2 0 ％、回收率4 7 ．1 1 ％的铁精矿，一 段抛尾率3 7 ％左右，尾矿中m F e 品位小于0 ．2 5 ％，该 段作业T i O 回收率达到了8 5 ％以上，人选粒度可达到 3m i l l ，所用粗粒抛尾设备既不会堵塞又能达到一次粗 粒抛出合格尾矿的目的，是实现铁钛同选、简化铁钛综 合回收流程的理想工艺。 铁精矿 圈8 原则流程8 尾矿 3 ．2 流程分析 从已有的矿石矿物特点和试验结果，并结合该区 实际的选矿工艺流程变化情况，矿石品位下降速度快， 磨矿细度增加幅度大，磨矿能耗和成本加大，这些变化 给选矿技术提出了新要求。如何更好地实现多碎少磨 和能抛早抛的选矿原则，是该区矿石利用的关键。 考虑到该矿属极贫钒钛磁铁矿，矿石中磁性铁含 量不高，钛品位也较低，可利用的铁矿物和钛铁矿磁性 强弱相差较大，传统的先选铁再选钛工艺难以实现对 该矿的有效利用。而按照原则流程8 布置的工业试验 系统的结果表明，在- 3m i l l 粒级下，Z C L A 选矿机在第 一段可以实现铁钛同选，直接抛掉合格尾矿；二段磨选 即可获得铁精矿，尾矿可直接进入选钛系统，其中矿量 仅是传统选钛作业量的一半，极大地减化了选钛流程。 4 结论 1 生产实践和可行性研究结果表明，毕机沟极贫 钒钛磁铁矿不宜用传统的先选铁后选钛的工艺技术实 现铁、钛的同时回收。 2 采用Z C L A 选矿机在粗粒条件下对铁钛同时 回收，使有用矿物同时进入粗精矿，合格尾矿直接排 弃，简化了选矿工艺流程，既能节约投资，又能降低成 本，是贫钒钛磁铁矿利用的有效途径。 上接第5 8 页 加比例为4 ％。磁选粗选介质氢氧化钠浓度0 ．1 5g ／L ， 絮凝剂采用复合型B S F ，用量为6 0g ／t ，最佳工艺条件 下开路试验得到精矿品位为5 2 ．4 1 ％、回收率为6 9 ．0 2 ％， 比不添加磁种工艺回收率提高约l O 个百分点。磁种 在磁选过程中起选择性絮凝作用，对磁选指标改善 明显。 参考文献 [ 1 ] 方启学，卢寿总．微细粒嵌布弱磁性铁矿石分选工艺的进展[ J ] ． 国外金属矿山，1 9 9 5 8 1 0 - 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