磁电设备在钛铁矿选矿中的应用.pdf

第2 0 1 ，4 4 葶0 8 月M I N I N GA N D 矿M E T 篮L U R 工G I C A 篇E N G I N E E R I N G 舭g u s v 蒿 年月AL L “乱二u 1 叶 磁电设备在钛铁矿选矿中的应用① 马崇振，张华，梁汉，刘洋，张建文 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要对国内某钛铁矿进行了工艺矿物学研究，查明了矿石中矿物组成、有用元素赋存状态和嵌布粒度等特性，并进行了磁电选 矿试验研究。在给矿T i O 品位为3 2 ％的情况下，通过弱磁．电选．中磁选试验流程，获得了T i O 品位4 6 ．7 0 ％、回收率8 0 ．6 5 ％1 拘钛精 矿，为该选厂工艺流程设计提供了依据，为类似矿石的选别提供了参考。 关键词钛铁矿；电选；磁选；精选 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 4 ．0 8 ．0 7 7 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 0 2 8 4 0 3 随着世界经济的平稳增长，航空、军工、民用等部 门用钛量增加，全球对钛制品的需求出现了突发性暴 涨⋯，钛精矿价格也波动很大。目前，全球有工业利 用价值的钛资源主要是钛铁矿、锐钛矿、板钛矿、白钛 矿、钙钛矿和金红石等。大量开采利用的是钛铁矿和 金红石，其中钛铁矿占绝大多数口1 。 钛铁矿中T i O 理论含量为5 2 ．6 3 ％o 。由于钛粗 精矿品位较低，在生产过程中容易增加不必要的损耗。 因此，要利用钛铁矿中的钛，首先应该先富集钛，提高 其T i O ，品位’4 j 。本试验针对钛粗精矿展开磁电选矿 工艺试验，确定了合适的选矿工艺流程，获得含T i O 4 6 ．5 ％以上、回收率大于8 0 ％的钛精矿，大幅提高其经 济价值，为该矿石合理利用提供了依据。 1 矿石性质 试样为国内某原生钒钛磁铁矿经单一磁选工艺流 程后得到的含T i O 3 2 ％左右的钛粗精矿，将其作为本 次试验的原矿 下同 ，试样多元素分析结果见表1 。 表1 T F eF e 0 3 1 ．0 33 2 ．6 l C a O O ．7 6 M g O M n O K 2 0N a 2 0C r 2 0 3 P S I g 1 ．4 60 ．4 30 ．2 31 ．5 4O ．1 2O ．1 10 ．O l1 ．1 2 矿样中主要有价元素为F e 和T i ，杂质元素主要是 S i 和A l 。矿样中金属矿物以钛铁矿为主，绝大部分已 单体解离，同时尚有少量的锐钛矿、 钛 磁铁矿、赤褐 铁矿；金属硫化物以黄铁矿为主；脉石矿物以斜长石居 多，其次是普通辉石、石英、角闪石、黑云母等。 为了考查矿样是否需要分级别入选，是否可以通 过分级作业就达到富集钛品位的目的，对矿样进行了 粒度筛析，粒度筛析结果见表2 。 表2 原矿粒度筛析结果 从表2 结果来看，T i O 在各粒级品位接近，通过 分级不能实现富集钛品位的目的；钛铁矿主要分布在 - 0 ．1 5 0 0 ．0 3 8m m 粒级 占8 6 ．0 2 ％ 。在矿样单体解 离较好的条件下，可以先进行全粒级入选探索试验。 2 试验方法 根据该矿工艺矿物学特点，参考国内外钛铁矿选 矿生产实践经验，结合近年来磁选、电选设备的发展趋 势、设备性能及工作条件，为了获得合格产品，本次试 验初步确定的试验流程为弱磁．电选一中磁选等选矿原 则流程”。7J 。 3 选矿试验研究 3 ．1 弱磁选试验 弱磁选试验采用C R I M M 中4 0 0 3 0 0 电磁圆筒磁选 机，圆筒转速固定为2 0r ／m i n ，给矿浓度控制在2 5 ％左 右，磁场强度试验结果见表3 。 ①收稿日期2 0 1 4 0 7 一l l 作者简介马崇振 1 9 8 3 一 ，男，山东菏泽人，硕士，工程师，主要从事矿物加工工艺及设备的研发工作。 竺等 数一 一 笺泖里生鼹堕 n 里一 警百 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 马崇振等磁电设备在钛铁矿选矿中的应用 表3 弱磁选试验结果 由表3 可知磁场强度对选别指标有一定的影响， 当磁场强度从0 ．1 4T 升到0 ．2 0T 时，磁精矿铁品位从 5 6 ．2 1 ％降低到5 0 ．1 6 ％，产率从5 ．4 9 ％升高到1 3 ．8 8 ％； 磁尾矿T i O 品位受磁场强度的影响不明显。此外，弱 磁选主要是去除强磁性物，综合考虑各方面因素，初步 确定弱磁选磁场强度为0 ．1 8T 。 固定弱磁选磁场强度为0 ．1 8T ，其它条件不变，进 行批量试验，为后续试验准备试验矿样。 3 ．2 电选试验 影响电选的因素主要有圆筒转速、分选电压、物料 加温温度等，本次试验主要探索圆筒转速和分选电压 对分选指标的影响旧J 。弱磁选生产的磁尾矿作为电 选给矿，试验设备采用长沙矿冶研究院自主研发的 Y D 3 1 4 0 - 1 1 L 型鼓筒电选机，分选3 次。 3 ．2 ．1 圆筒转速试验 圆筒转速是高压电选最常用到的参数之一，转速 越高，进入分选区物料受到的惯性离心力就越大，一般 在粗选抛尾时，常采用较高转速，以得到较纯的非导体 产品，此时导体产品的回收率也越高。 圆筒转速试验条件如下电压3 3k V 、给矿品位 3 3 ．4 ％、给矿量10 0 0g 、物料温度9 0 ℃，圆筒转速对选 矿指标的影响见图1 。 圆筒转速， r m i n 。1 图1圆筒转速对精矿品位、回收率的影响 从图1 可以看出，随着圆筒转速的增加，精矿回收 率呈逐渐上升趋势，但精矿品位随之下降；随着转速的 增加，尾矿的产率减少，其T i O 品位也随之下降，此时 尾矿更纯。因此，为了兼顾粗精矿品位和回收率，适宜 的转速为2 3 0r ／m i n 。 3 ．2 ．2 分选电压试验 分选电压决定分选区内电场力的大小，不同的物 料适用不同的分选电压，为了确定物料的最佳电压条 件，进行分选电压试验，试验条件如下圆筒转速2 3 0 r ／m i n 、给矿品位3 3 ．4 0 ％、给矿量10 0 0g 、物料温度9 0 ℃，分选电压对选矿指标的影响见图2 。 电／五／k v 图2 分选电压对精矿品位、回收率的影响 由图2 中可知，随着分选电压的升高，精矿品位呈 上升趋势，但当电压从3 5k V 升至3 8k V 时，精矿品位 变化不大。当分选电压为3 5k V 时，T i O 品位较高，综 合指标较好。因此，对该物料而言，3 5k V 为较合适的 分选电压。 3 ．2 ．3电选大样试验 由电选条件试验可知，圆筒转速2 3 0r ／m i n 、分选 电压3 5k V 较为合适，因此，初步确定电选分选条件为 圆筒转速2 3 0r ／m i n ，分选电压为3 5k V ，进行电选验证 试验，同时也为后续作业生产一定数量的粗精矿。最 终可以获得产率为5 9 ．6 4 ％、T i 0 2 品位为4 5 ．7 8 ％、T i 0 2 回收率为8 5 ．3 2 ％的钛精矿。 3 ．3 干式磁选试验 经过电选作业，Y i O 品位达到4 5 ．7 8 ％，为满足客 户要求，进一步提高钛精矿品位，对电选精矿进行镜下 观察及分析，发现钛精矿含有少量黄铁矿等杂质矿物， 影响钛铁矿精矿品质。根据黄铁矿和钛铁矿的性质差 异，初步确定采用干式中磁选，以达到去除黄铁矿的 目的。 试验设备选用G T G M ①4 0 0 永磁筒式中强磁磁选 机，试验条件辊筒转速3 0r ／m i n ，磁场强度对选矿指 标的影响见表4 。 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 表4 干式磁选试验结果 从表4 中可以看出，磁场强度的变化对选别指标 有一定的影响，当磁场强度从0 ．3 0T 升到O ．4 5T 时， 钛铁矿品位从4 6 8 9 ％降低到4 6 ．1 7 ％，产率从9 0 ．5 1 ％ 升高到9 5 ．3 6 ％，回收率从9 2 ．3 3 ％升高到9 6 ．6 3 ％。当 磁场强度为o ．3 5T 时，钛铁矿产率为9 3 ．2 3 ％、品位为 4 6 ．6 2 ％，结果较理想。根据客户要求和试验情况，初 步确定干式中磁选磁场强度为0 ．3 5T 。 3 ．4 全流程试验 在前面条件试验的基础上，对原矿进行了全流程 试验，试验流程见图3 ，试验结果见表5 。 原矿 铁矿 钛铁矿 尾矿 图3 全流程试验流程 表5 全流程试验结果 4 结论 1 矿样中主要有价元素为F e 和T i ，有害元素磷 偏高。矿样中金属矿物以钛铁矿为主，绝大部分已单 体解离，同时尚有少量的锐钛矿、磁铁矿、褐铁矿、赤铁 矿；金属硫化物以黄铁矿为主；脉石矿物以斜长石居 多，其次是普通辉石、石英、普通角闪石、黑云母等。 2 通过弱磁选、电选、中磁选等条件试验，确定出 合理的选别流程及条件。在给矿T i O 品位为3 2 ％的 情况下，通过弱磁一电选- 中磁选试验流程，获得了产率 5 5 ．3 1 ％、T i O ，品位4 6 ．7 0 ％、回收率8 0 ．6 5 ％的钛精矿。 3 研究结果为合理回收该矿石中的有价元素提 供了试验依据，也为类似矿石的综合利用提供了参考。 参考文献 [ 1 ]德洪．全球钛制品需求短暂回落有可能孕育着钛市场的新一轮增 长[ J ] ．世界有色金属，2 0 0 7 1 2 6 0 6 2 ． [ 2 ] 国内钛精矿市场行情综述[ D B ／O L ] ．[ 2 0 1 3 0 3 2 9 ] ．h t t p ／／ w w w ．1 6 8 8 ．c o m ． [ 3 ] 莫畏，邓国珠，罗方承．钛冶金[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 9 8 ． [ 4 ] 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 1 4 ． [ 5 ] 戴惠新，张宗华．细粒钛铁矿选矿工艺研究[ J ] ．国外金属矿选 矿，1 9 9 8 5 2 2 2 3 ． [ 6 ] 王彦莉．难处理钛铁矿选矿新工艺研究[ D ] ．长沙中南大学， 2 0 1 0 ． [ 7 ] 李忠荣，蒲劲松．原生钛铁矿选矿技术的进展[ J ] ．国外金属矿选 矿，2 0 0 1 3 2 0 2 2 ． [ 8 ]叶孙德，戴惠新．电选技术的应用现状与发展[ J ] ．云南冶金， 2 0 0 7 3 1 5 一1 9 ． 万方数据