攀枝花密地选钛厂粗粒钛铁矿回收新工艺研究.pdf

第3 l 卷第4 期 2 0 1 1 年0 8 月 矿冶工程 M 叩叼N GA N DM 眶T A L L U R G I C A LE N G 眦E I U N G V o I ．3 l №4 A u g u s t2 0 l l 攀枝花密地选钛厂粗粒钛铁矿回收新工艺研究① 王洪彬，孟长春 攀钢集团矿业有限公司，四川攀枝花6 1 7 0 6 3 摘要分析了攀枝花密地选钛厂现有粗粒钛铁矿回收牛产线存在的主要问题，提出了以“强磁选 浮选”为主体工艺，采用 M O H 一2 作为浮选捕收剂的新上艺。生产证明i 亥新工艺能有效回收粗粒钛铁矿，I 司时能将浮选回收钛铁矿的粒度上限由0 ．1 一提 高到0 ．1 5 4m m 。 关键词强磁选；浮选；钛铁矿精矿；尾矿；粒度 中图分类号T D 9 2文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 1 0 4 一0 0 5 l 0 4 N e wP 1 ．0 c e 辎t 0R e c 0 I v e rC 明r ∞n m n i t ei I lM [ i d iT i t 枷m nC o n c 蛐t r a t i o nP l a n t o fP a n z h i h u a W A N GH o n g ．b i n ，M E N GC h a n g c h u n 心n 坛c D 唧口形，尸口，即n gG r o 印，P 口砌访蚴6 1 7 0 6 3 ，S 触眦，l ，现i m A b s t r a c t A R e ra n a L I y z i n gt h em a i np m b l e m si nt h ee x i s t i n gp m d u c t i o nl i n ef o rr e c l a i m i n gc o a r s ei l m e n i t ei nM i d i T i t a l l i u mC o n c e n t m t i o nP l a n to fP a n z h i h u a ，an e wp r } o c e s sw 鹊p r o p o s e d ，w i t hh i g l l 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 n o t a t i o n 鹪t h ep r i n c i p a Ja p p r o a c h 肌d 稍t hM O H 一2a st h ec o U e c t o r ．T h eo n s i t ep r o d u c t i o np m V e st h a tc o a r s ei l m e n i t ec a n b ee f I ’e c t i v e l yr e c o v e r e dw i t ht h i sn e wt e c h n i q u e ，a n dt h eu p p e rl i m i to fi l m e n i t ef e e ds i z ef o rf l o t a t i o nc a nb ei n c r e a s e d f 南m0 ．1m mt o0 ．1 5 4m m ． K e yw o r d s h i g h i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a m t i o n ；n o t a t i o n ；i l m e n i t e ；c o n c e n t r a t e ；t a i l i n g s ；s i z e 攀钢矿业公司密地选钛厂 以下简称选钛厂 每 年从选矿厂接取选铁尾矿7 2 0 万吨左右，主要回收的 矿物为选铁尾矿中的钛铁矿，其原料中T i O 品位在 1 0 ．0 0 ％左右，钛精矿输出要求T i O 品位大于 4 7 ．0 0 ％。根据钛铁矿与其他矿物密度、磁性、导电性 和可浮性的差异，选钛厂按照原料粒度粗细分布不均 匀的特性，分别采用了“重选 电选”和“强磁 浮选” 的选别工艺对钛铁矿进行回收。“重选 电选”的选 别设备为螺旋选矿机与电选机，“强磁 浮选”的选别 设备为高梯度磁选机与浮选机。从选钛厂多年的生产 情况来看，利用现有工艺流程每年只能回收合格钛精 矿2 6 万吨左右，回收率仅达到1 8 ％左右，大量的钛资 源流失，未能得到回收利用川。 本文从选钛厂粗粒钛铁矿生产线回收现状出发， 分析提出利用“强磁 浮选”主体工艺与M O H 一2 作 为浮选捕收剂回收粗粒钛铁矿，并通过生产实践对该 新工艺进行了验证。 1 选钛厂粗粒钛矿回收生产线生产现状 选钛厂将选矿厂的选铁尾矿通过斜板分级后按粒 度组成不同分为粗粒级 矿物粒级组成主要为 0 ．0 7 4m m 和细粒级钛铁原矿。按照粒度组成的特 性，选钛厂粗粒级钛铁矿回收采用“重选一电选”工艺， 即通过重选 螺旋选矿 将原矿初步富集后再将得到 的粗钛精矿进行干燥、电选；细粒级钛铁矿回收则采用 “强磁- 浮选”工艺。选钛厂生产工艺原则流程见图l 。 前，啤磨系列磁尾后，U 蒙磨系列磁尾 图1选钛厂生产工艺原则流程 ①收稿日期2 0 1 l m 3 也 作者简介王洪彬 1 9 7 8 一 ，男，四川仁寿人，工程师，主要从事选矿工艺研究与实践工作。 万方数据 5 2矿冶工程第3 l 卷 选钛厂全流程考查结果见表1 。由表l 可知，选 钛厂对钛铁矿的系统回收率仅1 8 ％左右，“重选一电 选”生产线的钛金属损失最高BJ ，其尾矿产率为 4 5 ．4 5 ％，T i 0 2 回收率为3 9 ．3 1 ％。这一结果充分印证 了选钛厂多年的生产实践随着入选原矿性质的不断 变化，“重选一电选”流程对原矿的适应性逐渐变差，该 工艺在钛铁矿回收工艺中已经处于落后状态。 裹l选钛厂全流程钛尾矿考查结果 2 粗粒级钛铁矿回收新工艺研究 2 ．1 主体工艺的确定 攀枝花密地选钛厂回收钛铁矿先后采用了磁选、 重选、电选和浮选4 种选别方法。2 0 0 1 年6 月选钛厂 建成全国第一条以“强磁 浮选”为主体流程的后八 系列微细粒级钛精矿生产线，2 0 0 4 年2 月选钛厂又建 成了另一条以“强磁 浮选”为主体流程的前八系列 微细粒级钛精矿生产线。这两条生产线设计年产钛精 矿1 0 万吨，实际已达到了年产钛精矿1 4 万吨，约占选 钛厂钛精矿年产量的5 5 ％。同样处理攀枝花一西昌地 区钒钛磁铁矿的四川龙蟒集团和四川安宁铁钛股份有 限公司两大公司也是采用“强磁 浮选”主体工艺回 收钛铁矿。这证明“强磁一浮选”工艺是回收攀枝花钛 铁矿的更为先进、合理的选矿流程。因此，确定选钛厂 粗粒钛铁矿回收仍以“强磁 浮选”为主体工艺。 2 ．2 二段强磁选别的确定 选钛厂先后建成的两条微细粒级钛精矿生产线的 强磁作业都只有一段。这段强磁作业作为浮选的原矿 准备作业，而浮选作业要求入选矿石量小、品位较高、 有效脱泥，因此这一段强磁选别担负着大量抛尾和大 幅度提高品位两大重任，是难以胜任和兼顾的∞J 。生 产考查发现其强磁精矿T i O 品位仅能达到1 5 ％一 1 8 ％，同时脱泥效果不理想，这种低品位、含泥重的强 磁精矿，进入浮选作业后，一方面浮选分离的难度很 大，药剂用量大；另一方面，由于泥化现象严重，恶化了 浮选环境，矿泥比表面积大、质量轻，极易与浮选药剂 和泡沫结合，造成大量药剂失效，生产中不得不加重用 药，而这部分与矿泥结合的药剂，在尾矿中形成残留药 剂和泡沫，泡沫粘性大，难以破碎，给尾矿的浓缩和输 送带来极大困难。 选钛厂曾在2 0 0 5 年在实验室对细粒级钛铁矿进 行了两段强磁抛尾试验，二段强磁作业将一段强磁的 精矿T i O 品位从2 0 ．4 5 ％提高到2 3 ．2 4 ％，产率为 8 1 ．7 9 ％，回收率为9 2 ．9 5 ％，同时抛弃了T i O 品位为 7 ．9 2 ％、产率为1 8 ．2 1 ％的尾矿H 1 。 为确定二段强磁对粗粒级钛铁矿的回收效果，选 钛厂利用重选原矿作为原料进行了试验。当原矿 T i 0 2 品位为1 0 ．5 2 ％时，经过二段强磁选别，精矿T i O 品位可提高到2 1 ．3 1 ％。二段强磁原矿与产品筛析结 果见表2 。从表2 可以看出，原矿中 0 ．1 5 4m m 粒级 含量较高，达到了4 2 ．9 0 ％，且品位较低，同时原矿中 O ．4m m 粒级含量高达1 9 ．0 0 ％，这部分矿物对后续 选别作业会造成较大的影响，同时也看出强磁选机对 一O ．1 5 4m m 粒级选别回收率都达到了7 5 ％以上，是 十分有效的。由此说明采用二段强磁回收粗粒级钛铁 矿效果比较明显。 表2 二段强磁原矿与产品筛析结果 万方数据 第4 期王洪彬等攀枝花密地选钛厂粗粒钛铁矿回收新工艺研究 5 3 2 ．3 浮选捕收剂的选择 选钛厂细粒级钛铁矿浮选常用捕收剂为湖北荆江 选矿药剂有限公司生产的M O H M O H 为M O s 药剂的 改进型 。该药剂作为细粒钛铁矿捕收剂在选钛厂使用 已有十余年时间，其药剂质量稳定，且该公司具有自主 开发钛铁矿捕收剂的能力。考虑到细粒钛铁矿和粗粒 钛铁矿的浮选粒度有较大区别细粒钛铁矿浮选原矿中 一0 ．0 7 4n 硼粒级含量达到6 5 ％左右，原矿中没有 0 ．1 5 4m m 粒级物料；而粗粒钛铁矿浮选原矿中 一0 ．0 7 4m m 粒级含量仅有4 5 ％左右，且原矿中 0 ．1 5 4m m 粒级含量高达1 5 ％左右。针对原矿中粗 粒级含量较高，需要捕收剂既要有好的捕收性能又要 有高的稳定性。为此湖北荆江选矿药剂有限公司针对 粗粒级钛铁矿回收的特征研发的捕收剂M O H 一2 与 生产中使用的M O H 进行了实验室对比试验。 结合选钛厂细粒级钛铁矿浮选添加辅助捕收剂能 有效回收粗粒钛铁矿的生产经验，在粗粒级钛铁矿浮 选捕收剂试验中加大辅助捕收剂添加量，以使粗粒级 钛铁矿浮选充分发挥两种药剂的协同效应。 试验原矿为选钛厂老微矿浮选线的浮选斜板沉 沙，粒度筛析结果见表3 。 表3 试验原矿筛析结果 通过调整剂、捕收剂的用量条件试验后，将两种捕 收剂作同等用量的浮选开路连选对比试验。生产现场 M O H 药剂开路连选试验在原矿T i O 品位为1 9 ．0 3 ％ 时，经过一粗三精的试验流程取得了精矿T i O 品位 4 7 ．0 0 ％、产率1 7 ．4 2 ％、回收率4 2 ．4 2 ％的指标。而 M O H 一2 药剂开路连选试验在原矿T i O 品位为 1 8 ．5 1 ％时，经过一粗三精的试验流程取得精矿品位 4 7 ．8 9 ％、产率2 1 ．8 1 ％、回收率5 6 ．4 3 ％的指标。从指 标对比看出M O H 一2 明显优于现场用M O H 在确保合 格精矿品位的情况下粗粒钛铁矿浮选精矿产率高出 4 ．3 9 个百分点，回收率高出1 4 ．0 1 个百分点HJ 。 为了查明两种捕收剂对粗粒钛铁矿各个粒级的选 别情况，将其开路连选试验的产品进行了粒度筛析，结 果分别见表4 和表5 。 表4M O H 开路连选试验产品筛析结果 表5M O H 一2 开路连选试验产品筛析结果 由表4 和表5 可知，M O H 一2 药剂对 O ．0 7 4m m 粒级矿物回收效果优于M O H 药剂。因此，粗粒钛铁 矿回收采用M O H 一2 作为捕收剂。 2 ．4 工业试验 通过实验室试验研究确定粗粒钛铁矿回收采用“强 磁一磨矿一强磁一浮选”工艺流程，结合选钛厂老微矿生产 线现场的具体情况，考虑到尽量减少因工艺改造对生产 造成的影响等因素，确定粗粒级钛铁矿工业试验生产线 采用的具体工艺为隔粗．弱磁除铁一段强磁一分级 筛 上物返回重选流程选别 一弱磁除铁- 二段强磁一浮选。一 段强磁采用S L O N 一2 0 0 0 强磁机和S S S I 一2 0 0 0 强磁 机各一台；二段强磁采用S L o N 一1 5 0 0 强磁机两台；分 级采用唐山陆凯科技有限公司生产的电磁高频振网筛 一台；浮选采用一粗三精两扫流程，捕收剂采用M O H 一2 ， 添加适量的辅助捕收剂。 工业试验证明，在原矿T i O 品位1 0 ．0 l ％时，一段 强磁精矿T i O 品位达到1 5 ．0 0 ％，尾矿T i O 品位小于 2 ．8 0 ％，作业回收率大于8 5 ．0 0 ％，而二段强磁精矿 T i O 品位达到2 0 ．0 0 ％，作业回收率大于9 0 ．0 0 ％。在 浮选原矿 一0 ．0 7 4 咖粒级占4 0 ．3 l ％， 0 ．1 5 4m m 粒级占8 ．3 8 ％ T i O ，品位平均为2 1 ．7 7 ％时，浮选精 矿T i o ，品位4 7 ．1 l ％，产率3 5 ．7 9 ％，浮选作业回收率 达7 7 ．4 5 ％。即工业试验生产线在原矿品位1 0 ．0 l ％ 时，得到浮选钛精矿T i O 品位4 7 ．2 0 ％、精矿回收率 4 3 ．4 2 ％ 加上筛上物进入重电流程 的较好选别指 标，且钛精矿粒度筛析说明浮选回收钛铁矿的粒度界 限由原来的O ．1 0m m 提升到0 ．1 5 4l I 蚰。 万方数据 矿冶工程 第3 l 卷 3 粗粒钛铁矿回收新工艺的应用 2 0 1 0 年1 月，选钛厂经过扩能改造后建成了粗粒钛 精矿生产线，形成了粗粒级和细粒级两大钛精矿生产 线，粗粒生产线设计年产3 3 万吨钛精矿，而细粒级钛精 矿生产线设计年产钛精矿1 4 ．9 万吨。粗粒级钛精矿生 产线采用“隔渣．一段弱磁一段强磁一筛分分级一粗粒级 磨矿．二段弱磁一二段强磁- 浮选”的工艺流程。 强磁作业采用赣州金环磁选设备有限公司研发制 造的S L O N 型和广州有色金属研究院研发制造的 S S S I 型脉动高梯度强磁机。 选钛厂细粒级钛铁矿浮选采用s F 型机械搅拌式 浮选机，生产中存在吸浆、搅拌能力差，钛铁矿粗颗粒 易沉槽；矿浆液面不稳定、翻花现象严重，浮选指标波 动大；充气量无法调节，备件消耗大等缺陷。再考虑到 粗粒级钛铁矿浮选原矿中粗颗粒含量远大于细粒级钛 铁矿的矿石特点，选钛厂粗粒钛铁矿浮选线采用x c F 1 6 m 3 与K Y F 1 6 m 3 浮选机联合机组配置的一粗三 精两扫流程，浮选捕收剂采用M O H 一2 。 2 0 l o 年3 月l O 日，粗粒钛精矿生产线经过前期的 试车和消缺后正式进入试生产阶段。从3 月1 0 日到6 月3 0 日的生产统计来看，该生产线已有效转车9 9 ．8 7 d ，共生产出粗粒钛精矿5 83 1 lt 。试生产期间的浮选矿 浆液面比较平稳，泡沫的稳定性较高，流程的稳定性较 强。从考查数据看出，在平均原矿T i O 品位9 ．8 3 ％时， 二段强磁精矿T i 0 2 品位达2 0 ．8 5 ％，浮选钛精矿T i 0 2 品位达到4 7 ．3 7 ％，该生产线实际回收率已达到 2 5 ．2 5 ％。其浮选原矿、精矿、尾矿粒度筛析结果见表6 。 表6 浮选原矿与产品筛析结果 从表6 可以看出，浮选原矿中 0 ．1 5 4m m 粒级含 量高达2 0 ．1 0 ％、一0 ．0 7 4m m 粒级含量仅为4 5 ．2 3 ％， 浮选钛精矿中 0 ．1 5 4m m 粒级含量达2 0 ．1 0 ％，说明 在原矿较粗的情况下，浮选药剂M O H 一2 的捕收能力 强、泡沫稳定性好，同时浮选回收钛铁矿的粒度上限由 0 ．1 0m m 提高到了0 ．1 5 4m m ，有效减少了磨矿时间， 降低了磨矿成本。 4 结语 1 采用M O H 一2 作粗粒级钛铁矿浮选捕收剂，添 加适量的辅助捕收剂能充分发挥两种捕收剂的协同效 应，提高M O H 一2 的捕收性能和泡沫的稳定性。 2 在原矿T i 0 2 品位约1 0 ．0 0 ％时，采用S l o n 和 S S S l 型高梯度强磁机对粗粒钛铁矿进行二段强磁 选别得到的精矿T i O 品位能达到2 0 ．0 0 ％以上。 3 粗粒钛铁矿浮选采用x C F 一1 6 m 3 与K Y F 一1 6 m 3 浮选机联合机组，矿浆液面平稳，浮选稳定性更高。 4 生产实践表明在平均原矿T i O ，品位9 ．8 3 ％时， 采用“强磁 浮选”的主体工艺回收选钛厂粗粒钛铁矿， 可使二段强磁精矿T i O 品位达2 0 ．8 5 ％，浮选钛精矿 T i O 品位达到4 7 ．3 7 ％，各项指标略优于工业试验。 5 新工艺的运用使浮选回收钛铁矿的粒度上限 由O ．1m m 提高到0 ．1 5 4m m ，增加了人浮粒度范围， 有效减少了磨矿时间，降低了磨矿成本。 参考文献 [ 1 ] 邓清华，罗荣飞．密地选钛厂粗粒级钛铁矿选别工艺及装备工业 试验研究[ R ] ．攀钢集团矿业有限公司。2 0 0 9 ． [ 2 ] 周满赓。张裕书．攀钢钛业选钛厂工艺流程考察工艺矿物学研究 [ R ] ．中国地质科学院矿产综合利用研究所。2 0 0 8 ． [ 3 ] 攀钢 集团 选钛厂扩能项目部．选钛厂全流程考察报告[ R ] ． 2 0 0 r 7 ． [ 4 ] 郑刚．攀枝花选钛厂微矿生产线工艺流程优化研究[ J 】．矿产 综合利用。2 0 0 6 4 1 7 2 1 ． [ 5 ]邓清华，罗荣飞．M O H 一2 钛铁矿浮选药剂试验报告[ R ] ．攀钢 矿业有限责任公司选钛厂。2 0 0 9 ． 上接第5 0 页 3 结语 1 针对该多金属硫化矿的特征，通过多种方案的 比较表明，采用铜铅部分混合浮选，铜铅混合精矿再磨 后进行铜铅分离，铜铅混选尾矿再选锌工艺流程是合 理的，可满足矿L L I 生产实际的要求。 2 根据矿石性质，采用硫酸锌，亚硫酸钠和碳酸 钠组合抑制锌矿物，选用乙黄药作铜铅混选的捕收剂， T Z 一3 作抑铅浮铜的抑制剂，取得较好的分选效果。 3 试验获得的技术指标稳定可靠，与国内外同类 型矿石相比，选别指标较好，可作为地质评价及矿山开 发利用的初步依据。 参考文献 【1 ] 陈泉水．某铜铅锌多金属矿的选矿工艺试验研究[ J ] ．现代矿 业，2 0 0 9 6 7 l 一7 3 ． [ 2 ] 许时．矿石可选性研究[ M ] ．北京冶金工业出版社．1 9 9 9 ． [ 3 ] 叶从新，李碧平，薛峰，等．华南某铜铅锌矿浮选工艺研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 l O 1 9 1 4 ． 【4 ] 龚明光．浮游选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 7 ． 万方数据