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攀西选钛尾矿中再回收钛铁矿工艺研究与应用 ① 谢琪春 （攀钢集团矿业有限公司， 四川 攀枝花 617063） 摘 要 针对攀钢密地选钛厂扩能改造后，江南选矿厂原矿发生变化导致原有工艺已不太适应的问题，在实验室进行了强磁选机 替代螺旋选矿机、擦磨方式脱药及工艺流程试验，并采用推荐的“弱磁除铁＋一段强磁选＋擦磨＋二段强磁选＋浮选”工艺实现产业 化。 产业化生产表明其钛精矿、铁精矿产量较 2006 年增幅分别为 365.67％与 193.14％。 该研究可为攀西选钛尾矿中再回收钛铁矿 提供借鉴。 关键词 钛尾矿； 钛铁矿； 钒钛磁铁矿； 强磁选； 擦磨； 浮选； 回收率 中图分类号 TD981文献标识码 Adoi10.3969／ j.issn.0253-6099.2018.03.009 文章编号 0253-6099（2018）03-0040-03 Reclaiming Ilmenite from Titanium Tailings of Pan-Xi Area Technical Study and Commercial Application XIE Qi-chun （Pangang Group Mining Company， Panzhihua Iron and Steel Group， Panzhihua 617063， Sichuan， China） Abstract After the reconstruction to upgrade the capacity of Midi Titanium Concentrator in Pansteel， the original processing flowsheet was no longer adaptable owing to the change of feed ore in Jiangnan Plant. In view of this problem， high intensity magnetic separator was introduced to substitute spiral separator， scrubber was used to remove reagents and technology flowsheet was optimized in laboratory. The flowsheet of low intensity magnetic separation-1st stage high intensity magnetic separation （HIMS）-scrubbing-2nd stage HIMS-flotation was recommended for commercial practice. Industrial production shows that， compared with 2006， the annual capacities of titanium concentrate and iron concentrate increased by 365.67％ and 193.14％， respectively. This study provides a reference for the reclaiming of ilmenite from titanium tailings in Pan-Xi area. Key words titanium tailings； ilmenite； vanadium-titanium magnetite； high intensity magnetic separation； scrubbing； flotation； recovery 攀西地区钒钛磁铁矿主要由攀枝花、白马、太和、 红格 4 个矿区组成，攀枝花矿区钒钛磁铁矿是最早开 发利用的。 攀钢是国内最早从钒钛磁铁矿选铁尾矿中 回收钛铁矿的企业，也是最早从选钛尾矿中再回收钛 铁矿的企业，其再回收钛铁矿的代表厂矿为兴茂公司 江南选矿厂（以下简称“江南选矿厂”），其原料为攀钢 密地选钛厂的尾矿。 2008 年攀钢密地选钛厂扩能改造 工程开始建设，2010 年全面投产，采用“两段强磁选＋浮 选”替代原“粗粒重选＋电选、细粒强磁选＋浮选”工艺， 实现全浮选回收钛铁矿［1]。 江南选矿厂的原矿中目 的矿物铁和钛的含量均较以前有不同程度的减少，原 有工艺已不太适应，其铁精矿和钛精矿产量大幅下降。 因此，针对变化后的原料，研发一种适宜的工艺，并结 合现场实际情况进行工业化就显得十分必要。 1 选钛扩能改造前后生产情况 江南选矿厂以攀钢密地选钛厂的尾矿为原矿，采 用“盘式磁选＋磨矿＋两次精选”原则流程选铁，主要回 收其中的钛磁铁矿；同时采用“螺旋重选＋强磁选＋浮 选” 原则流程选钛，主要回收其中的钛铁矿［2]。 1.1 扩能改造前生产情况 2006 年全流程考查结果显示，江南选矿厂原矿 TFe 品位15.81％、TiO2品位8.02％，＋0.125 mm 粒级含 量 33.00％、-0.038 mm 粒级含量 31.39％，易选粒级含 量 35.61％。 流程考查发现选铁盘式磁选机的回收率 和产率低、选钛螺旋选矿机精矿品位提高幅度小和作 ①收稿日期 2017-12-11 基金项目 国家科技支撑计划课题（2015BAB19B01） 作者简介 谢琪春（1967-），男，四川南充人，高级工程师，长期从事选矿技术及管理工作。 第 38 卷第 3 期 2018 年 06 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.38 №3 June 2018 万方数据 业回收率低等诸多问题。 2006 年原矿处理量 710 万 吨，生产 TFe 品位 52.00％的铁精矿 7 万吨、TiO2品位 47.00％的钛精矿 3 万吨，属历史最好指标。 1.2 扩能改造后生产情况 2010 年全流程考查结果显示，江南选矿厂原矿 TFe 品位 12.47％、TiO2品位 7.13％，＋0.125 mm 粒级含量 36.67％、-0.038 mm 粒级含量 37.69％，易选粒级含量 25.64％［3]，具体数据见表 1。 流程考查发现一些新问 题一是江南选矿厂原矿 TFe、TiO2品位下降，其中 TiO2 品位最低下降到 5.72％；二是易选粒级含量降低，由 35.61％降低到 25.64％，原矿粒度呈“两头宽、中间窄”分 布；三是选钛厂全浮选的残留药剂污染了江南选矿厂原 矿，降低了有用矿物表面疏水性，浮选效果变差。 2010 年原矿处理量760 万吨，生产TFe 品位52.00％的铁精矿 2.28 万吨、TiO2品位 47.00％的钛精矿 2.10 万吨。 表 1 江南选矿厂 2010 年原矿全粒级筛析结果 粒级 ／ mm 产率 ／ ％ 品位／ ％分布率／ ％ TFeTiO2TFeTiO2 ＋0.45 4.198.562.722.881.60 -0.45＋0.257.359.16 3.905.404.02 -0.25＋0.186.2310.200 5.215.104.55 -0.18＋0.1545.2110.53 5.514.404.03 -0.154＋0.12513.6911.74 6.0012.8911.52 -0.125＋0.105.5210.65 6.084.714.71 -0.10＋0.0744.9010.97 5.904.314.05 -0.074＋0.04511.9511.63 6.4611.1510.83 -0.045＋0.0383.2712.17 7.683.193.52 -0.03837.69 15.209.6745.9451.12 合计100.0012.477.13100.00100.00 2 选钛尾矿中再回收钛铁矿工艺研发 针对江南选矿厂原矿特点和性质，在设备、脱药方 式、工艺等多个方面进行了实验室研究，以达到高效再 回收其中有用矿物特别是其中钛铁矿的目的。 2.1 强磁选机替代螺旋选矿机 取江南选矿厂现场原矿，经 0.9 mm 筛孔尺寸手筛 隔渣、实验室电磁筒式磁选机除铁后，采用 SLon-500 强磁机进行抛尾富集，在磁场强度 567 kA／ m、冲程 35 mm、转速 3 r／ min、给矿浓度 30％的较佳条件下进行了 实验室生产［4]，结果见表 2。 表 2 强磁抛尾富集实验结果 产品名称产率／ ％ TiO2品位／ ％TiO2回收率／ ％ 精矿35.2111.6264.63 尾矿64.793.4635.37 给矿100.006.33100.00 从表 2 可看出，江南选矿厂原矿隔渣、除铁后，通过 强磁抛尾富集，可抛除产率 64.79％、TiO2品位 3.46％的 尾矿，同时得到产率 35.21％、TiO2品位 11.62％、回收率 64.63％的精矿，精矿富集比达 1.84，强磁作业的抛尾 和富集效果较明显。 结合江南选矿厂原矿特点及现场工业化改造的实际 情况，采用赣州金环磁选设备有限公司研发的 SLon-4000 强磁选机开展现场工业试验，在磁场强度700 kA／ m、冲次 250 次／ min、冲程 20 mm、干矿量 460 t／ h（给矿浓度约 33％）的较佳条件下进行了 72 h 连续运行［5]，所得综 合指标见表 3。 表 3 72 h 连续运行综合指标 产品名称产率／ ％TiO2品位／ ％TiO2回收率／ ％ 精矿29.0213.2261.88 尾矿70.983.3338.12 给矿100.006.33100.00 从表 3 可看出，在给矿 TiO2品位 6.33％条件下，经 SLon-4000 强磁选机一次选别，即可得到产率 29.02％、 TiO2品位 13.22％、回收率 61.88％的精矿。 强磁精矿 TiO2品位较原螺旋重选生产指标（9.35％）提高了约 4 个百分点， 同时回收率较原螺旋重选生产指标 （47.76％）增加了 15 个百分点，表明用强磁选机替代 螺旋选矿机是可行的。 2.2 擦磨方式脱药 考虑到攀钢密地选钛厂扩能改造后，江南选矿厂 原矿粒度特点和残留药剂影响，进行了 Φ240 300 球 磨机擦磨脱药前后的浮选对比试验，球磨在此处的主 要作用是进行擦磨，使被药剂污染的有用矿物露出新 鲜表面，次要作用是使钛铁矿进一步单体解离。 实验 室浮选钛捕收剂为优钛Ⅲ、调整剂为工业硫酸。 试验 采用 1 次粗选、4 次精选开路浮选流程［6]，结果见表 4。 表 4 擦磨前后浮选对比试验结果 脱药 方式 产品 名称 产率 ／ ％ TiO2品位 ／ ％ TiO2回收率 ／ ％ 精矿17.4047.7043.80 未脱药 中矿42.9115.5435.19 尾矿39.7010.0321.01 原矿100.0018.95100.00 精矿25.0247.2162.42 擦磨脱药 中矿44.4111.3026.52 尾矿30.576.8411.05 原矿100.0018.92100.00 从表 4 可看出，在同样的试验条件下，入浮原矿经 过擦磨后，精矿 TiO2回收率增加约 19 个百分点，尾矿 14第 3 期谢琪春 攀西选钛尾矿中再回收钛铁矿工艺研究与应用 万方数据 TiO2品位下降了 3 个百分点。 表明用球磨进行擦磨 脱药，能大幅度提高浮选指标。 2.3 两段强磁选＋浮选工艺 依据强磁选机替代螺旋选矿机、擦磨方式脱药的 试验效果，并借鉴攀钢密地选钛厂 2008 年选钛扩能改 造成功经验，拟采用“弱磁除铁＋一段强磁选＋擦磨＋二 段强磁选＋浮选”工艺对江南选矿厂的钛铁矿进行再 回收，实验室数质量流程如图 1 所示，即在原矿 TiO2 品位 6.43％的条件下，采用该工艺可得到产率 3.73％、 TiO2品位 47.06％、回收率 27.09％的钛精矿。 精选 3 钛精矿 3.72;47.06 27.19 0.74;33.75 3.88 精选 2 4.46;44.85 31.08 1.60;24.67 6.14 6.06;39.52 37.21 精选 1 5.32;40.32 33.33 6.37;33.42 33.12 20.75;16.87 54.44 15.79;17.40 43.57 16.69;17.34 45.01 35.21;11.62 63.63 35.21;11.62 63.63 2.66;14.35 5.93 扫 选 扫选尾矿 2.31;16.13 5.78 脱硫 浮选 二段 强磁选 一段 强磁选 弱磁 除铁 分 级 0.90;10.28 1.44 18.52;6.34 18.62 59.82;3.11 29.55 95.03;6.31 93.18 100.00;6.43 100.00 4.97;8.82 6.82 浮钛 粗选 硫杂质 二段强磁 尾矿 12.07;8.27 15.53 14.38;9.53 21.31 7.97;31.66 39.26 磨矿 一段强磁 尾矿 除铁精矿 擦磨 原矿 - 图例 产率 ; TiO2品位 TiO2回收率 图 1 江南选矿厂选钛系统数质量流程 3 工业化及存在问题 2013 年，江南选矿厂采用实验室推荐的选钛工艺 逐步进行了改造，并采用“磨矿＋一粗两精磁选”选铁 流程对选钛过程中的除铁精矿进行了回收。 整个系统 采用折面筛隔渣、永磁筒式磁选机选铁、SLon-4000 强 磁机抛尾富集、斜板浓缩分级机浓缩脱泥、GF 与 JJF 型 组合浮选机浮选等。 通过 4 年的生产优化，产品产质量 都有大幅提高，钛精矿平均产量 13.97 万吨，铁精矿平均 产量 20.52 万吨，较 2006 年增幅分别为 365.67％与 193.14％，具体数据见表 5。 但整个系统现在存在的主 要问题是尾矿中超细粒级颗粒比预计的多，而设计的 尾矿处理设备沉降面积不够，导致环水水质差，影响产 品质量和系统作业率，有待今后设计注意与现场完善。 表 5 江南选矿厂近年生产指标 年份 年产量／ 万吨品位／ ％ 钛精矿铁精矿TiO2TFe 201414.1014.7346.7848.32 201512.2022.5547.6849.39 201613.0924.0147.5349.75 201716.5020.8047.4250.20 平均13.9720.5247.3449.51 4 结 语 1） 研发的“弱磁除铁＋强磁选＋擦磨＋强磁选＋浮 选”工艺替代“盘式磁选＋螺旋重选＋强磁选＋浮选”工 艺再回收攀西选钛尾矿中钛铁矿是可行的，江南选矿 厂平均年产钛精矿和铁精矿较 2006 年增幅分别为 365.67％与 193.14％。 这为攀西选钛尾矿中再回收钛 铁矿提供了借鉴。 2） 江南选矿厂存在的主要问题是尾矿中超细粒 级颗粒比预计的多，尾矿处理设备沉降面积不够导致 环水水质差，影响产品质量和系统作业率，有待今后设 计注意与现场完善。 参考文献 ［1] 王洪彬，孟长春. 攀枝花密地选钛厂粗粒钛铁矿回收新工艺研 究［J]. 矿冶工程， 2011（4）51-54. ［2] 汪传松，唐明权，严 洋. 兴矿公司流程考查［R]. 攀钢集团矿业 有限公司， 2006. ［3] 宁娅娟. 兴矿公司江南综合厂流程考查［R]. 攀钢集团矿业有限 公司， 2010. ［4] 王洪彬，吴雪红. 攀枝花钒钛磁铁矿尾矿中钛资源深度回收试验 研究［R]. 攀钢集团矿业有限公司， 2012. ［5] 黄会春，何桂春，胡 俊，等. 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