提高密地选矿厂铁精矿品位的试验研究.pdf

第3 3 卷第6 期 2 0 1 3 年1 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A I J ．U R G I C A LE N G Ⅱq E E R 矾G V 0 1 ．3 3 №6 D e c e m b e r2 0 1 3 提高密地选矿厂铁精矿品位的试验研究① 吴雪红 攀钢集团矿业有限公司设计研究院，四川攀枝花6 1 7 0 6 3 摘要研究了攀钢密地选矿厂原矿性质，提出了采用多段阶磨阶选的选矿方式提高钒钛铁精矿品位，同时采用增大各段磨矿处 理能力的三段阶磨阶选流程，最终获得产率3 5 ．3 2 ％、T F e 品位5 5 ．9 6 ％和回收率6 6 ．9 1 ％的铁精矿。该研究为实现选矿厂铁精矿保产 提质提供了决策依据。 关键词钒钛磁铁矿；多段磨选；保产提质 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 3 ．0 6 ．0 1l 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 6 0 0 3 8 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nI m p r o v i n gT F eG r a d eo f I r o nC o n c e n t r a t ei nM i d iC o n c e n t r a t o r W U X u e - h o n g t k ／g na n dR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n gC oL t d ，P a n z h i h u aI r o n S t e e l G r o u p C o ，P a n z h ／h u a6 1 7 0 2 3 ，S i c h u a n ，C h i n a A b s t r a c t B a s e do n a ni n v e s t i g a t i o no np r o p e r t i e so fr a wo r e i nM i d i C o n c e n t r a t o r ，as t a g e g r i n d i n ga n d s t a g e c o n c e n t r a t i o n S G S C a p p r o a c hw a sp r o p o s e dt oi m p r o v et h eg r a d eo fv a n a d i u m - t i t a n i u mi r o nc o n c e n t r a t e ．A f t e r o p t i m i z a t i o n ，af l o w s h e e to ft h r e e s t a g eg r i n d i n ga n dc o n c e n t r a t i o nw a sa d o p t e dw i t ha ni n c r e a s e dc a p a c i t yi ne a c hs t a g e o fg r i n d i n g ，p r o d u c i n ga ni r o nc o n c e n t r a t ew i t hay i e l do f3 5 ．3 2 ％，a p p r o a c h i n g5 5 ．9 6 ％T F eg r a d ea t6 6 ．9 1 ％r e c o v e r y ． I tc a np r o v i d ead e c i s i o n m a k i n gb a s i sf o rf u t u r et e c h n i c a lr e n o v a t i o ni nM i d iC o n c e n t r a t o rt oe n s u r eq u a l i t yi m p r o v e m e n t a n dp r o d u c t i o nr e t a i n i n go fi r o nc o n c e n t r a t e ． K e yw o r d s v a n a d i u m t i t a n i u mi r o nc o n c e n t r a t e ；s t a g e g r i n d i n ga n ds t a g e - c o n c e n t r a t i o n ；q u a l i t yi m p r o v e m e n ta n d p r o d u c t i o nr e t a i n i n g 目前国内外钢铁行业竞争日益激烈，要想立足于 这一市场，拥有高质量的铁精矿显得非常重要。因此， 提高铁精矿品位，降低杂质含量是我国矿山迫切需要 解决的问题。 攀钢集团矿业有限公司密地选矿厂自投产以来， 经历了两次大的铁精矿提质工作2 0 0 2 年将铁精矿从 5 1 ．5 0 ％提高到5 2 ．5 0 ％；2 0 0 6 年经过阶磨阶选改造，将 铁精矿品位从5 2 ．5 0 ％提高到5 4 ．0 0 ％⋯。攀枝花钒钛 铁精矿品位能提高至什么程度，采用什么样的工艺流 程，生产上能否实现，经济上是否合理等是目前攀枝花 密地选矿厂急需解决的问题。 通过对该厂原矿开展了七段阶磨阶选试验，探寻 出采用物理选矿方法提升钒钛铁精矿品位的极限点， 并最终确定既将铁精矿品位提升至5 5 ．5 0 ％，又确保目 前选矿厂铁精矿产能的合理三段磨选流程。此次研究 为选矿厂工艺技术改造、实现产品质量的新突破提供 决策依据。 1 矿样性质 试验所用矿样均取自目前密地选矿厂磨矿仓进入 球磨机的给矿皮带。矿样多元素分析、主要矿物含量 及单体解离度分析结果分别见表1 和表2 。 表1 原矿化学多元素分析结果 质量分数 ／％ 矿物名称含量／％单体解离度／％ ①收稿日期2 0 1 3 0 5 2 7 作者简介吴雪红 1 9 7 6 一 ，女，湖南新化人，助理工程师，长期从事钒钛磁铁矿选矿理论及实践研究。 万方数据 第6 期 吴雪红提高密地选矿厂铁精矿品位的试验研究 从表1 可看出，该矿有价元素为铁、钛、钒，有害元 素硫偏高，脉石矿物主要以钙、镁、铝和硅为主。从表2 可看出，该矿的工艺矿物为钛磁铁矿、钛铁矿、硫化物、 脉石。钛磁铁矿是主要的含铁工业矿物，是铁精矿的唯 一来源。钛磁铁矿的单体解离度较低，仅为3 0 ．1 3 ％。 镜鉴结果表明，该矿的铁钛氧化物含量为 5 0 ．0 8 ％，属于中等浸染状结构。物料组成悬殊，粒度 在0 ．0 1 0 ．9 2m m 之间，钛磁铁矿系固溶体分解作用 形成的产物，是由主晶磁铁矿和客晶钛铁晶石、钛铁矿 和镁铝尖晶石组成的复合物心] 。钛磁铁矿内部结构 异常复杂，超细磨可使钛磁铁矿中粒状镁铝尖晶石和 板状钛铁矿的客晶矿物部分解离，从钒钛磁铁矿中获 高品位铁精矿难度较大。 2 试验研究思路 从攀枝花地区钒钛磁铁矿的性质分析中可知，要 想获得较高品位的钒钛铁精矿，必须采用细磨，加大目 的矿物的单体解离。 连续细磨势必造成金属矿物过粉率的迅速提高， 给选别作业带来很大危害。为此本次研究根据该矿石 中各种矿物机械性质差异，开展选择性磨矿日q 1 ，即对 每段选别精矿进行再磨再选，达到解离性磨矿的效果。 首先对该矿进行了多段阶磨阶选的铁精矿提质极限探 索试验，根据探索结果确定适合目前密地选矿厂铁精 矿提质保产的选矿流程及较佳铁精矿品位。 3 试验结果与分析 3 ．1 多段磨选探索试验 为探寻攀枝花钒钛磁铁矿采用物理选矿方法提升 铁精矿品位的极限点，进行了多段阶磨阶选试验，直至 铁精矿品位上升趋于平缓为止。每段磨矿时间及磨矿 粒度数据见表3 ，铁精矿指标的变化趋势见图1 ，试验 数质量流程见图2 。 表3 各段磨矿时间及粒度 一0 ．1 1 3 7t o n i 粒级含量／％ 图1多段磨选精矿品位和回收率变化趋势 铁精矿七段尾矿六段尾矿 图2 多段磨选试验数质量流程 从图1 可看出，采用阶磨阶选的窄粒级选别方式， 可以逐渐提高铁精矿品位，但当选至五段，铁精矿品位 提升空间不大，从第五段到第七段只将铁精矿品位提 高了0 ．3 个百分点，说明铁精矿品位已趋于平缓，再增 加磨矿段数已无意义。 通过对各段铁精矿T i O 品位的检测得知，T i O 品 位变化不明显，在1 2 ．7 ％一1 2 ．1 5 ％之间。此结果进一 步证实了镜鉴研究结论，攀枝花钒钛磁铁矿回收的铁 精矿为钛磁铁矿，铁与钛呈固溶体嵌布，用物理选矿方 法无法将两者有效分离，从钒钛磁铁矿中获高品位铁 精矿难度较大。 3 ．2 提质保产试验 目前密地选矿厂采用两段阶磨阶选流程进行钒钛 铁精矿的回收，最终铁精矿指标为产率3 5 ．6 3 ％，T F e 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 品位5 4 ％，回收率6 6 ．3 5 ％。根据该矿七段磨选试验结 果，结合选矿厂的生产实践及场地条件，将密地选矿厂 铁精矿品位提升至5 5 ．5 0 ％较可行，适宜的选别流程为 三段阶磨阶选。增加一段磨选势必降低铁精矿产能， 为确保提质后能达到目前选矿厂铁精矿产能，对每一 段磨矿处理能力要有更高要求，为此进行了各段磨选 条件试验。 3 ．2 ．1 一段磨选条件试验第一段磨矿粒度试验结 果见图3 。从图3 可看出，随着磨矿粒度变细，铁精矿 品位逐渐提高，但铁精矿产率和回收率呈下降趋势。 为确保铁精矿产能，结合试验数据，依据目前选矿厂铁 精矿产能推算出较合理的一段磨矿粒度为- 0 ．0 7 4m m 粒级占3 5 ％左右。 琴 ＼ 迥 罐 一0 ．0 7 4m m 粒O t 含量／％ 图3 第一段磨矿条件试验结果 3 ．2 ．2 二段磨选条件试验第二段磨矿粒度试验结 果见图4 。从图4 可看出，随着磨矿粒度变细，也呈现 出铁精矿品位逐渐提高、产率和回收率逐渐下降的趋 势。较合理的二段磨矿粒度为- 0 ．0 7 4m m 粒级占6 0 ％ 左右。 零 ＼ 毯 喀 图4 第二段磨矿条件试验结果 3 ．2 ．3 三段磨选条件试验第三段磨矿粒度试验结 果见图5 。从图5 可看出，随着磨矿粒度变细，铁精矿 产率和回收率逐渐下降，铁精矿品位逐渐提高。但当 - 0 ．0 7 4m m 粒级含量达到1 0 0 ％时，铁精矿品位不升反 降，说明粒度太细，恶化了磁选环境，反而对提高铁精 矿品位不利。较合理的三段磨矿粒度为- 0 ．0 7 4m m 粒 级占8 5 ％左右。 一0 ．0 7 4m n 啦级含量／％ 图5 第三段磨矿条件试验结果 3 ．2 ．4 三段磨选流程试验依据试验得出的各段合 理磨矿指标，进行了全流程试验，试验数质量流程见 图6 。 图例 铁精矿 扫精扫尾二段粗尾一段粗尾 图6 原矿三段磨选数质量流程 从图6 得知，该矿通过三段阶磨阶选，扩大各段磨 矿处理能力，最终能获得产率3 5 ．3 2 ％、T F e 品位 5 5 ．9 6 ％、回收率6 6 ．9 1 ％的钒钛铁精矿，达到了提质保 产的效果。 3 ．3 产品分析 对目前选矿厂铁精矿、三段铁精矿和七段铁精矿 进行了化学多元素分析，结果见表4 。从表4 得知，增 加磨选次数，降低的杂质主要是钙、镁和硅，硫有小幅 万方数据 第6 期 吴雪红提高密地选矿厂铁精矿品位的试验研究 4 1 下降，但铝和钛变化不明显。钒钛铁精矿品位达不到 普通磁铁精矿的品位指标，主要是钛含量的影响。 表4 铁精矿化学多元素分析结果 质量分数 ／％ 产品名称T F e F e O m F eS F e 2 0T i 0 2V 2 0 5 选矿厂铁精矿5 4 ．0 l 3 2 ．4 25 1 ．1 60 ．5 7 44 0 ．9 71 2 ．6 70 ．6 1 三段铁精矿 5 6 ．0 13 3 ．1 9 一 O ．4 9 5 4 3 ．1 91 2 ．6 8O ．6 2 3 土壁迭擅塑 Q 丝堑塑Q 堡堑堑堡』坠』 堕 目前选矿厂铁精矿、三段铁精矿和七段铁精矿主 要矿物含量及单体解离度见表5 。从表5 可知，增加 磨选次数，提高了钒钛铁精矿单体解离度。三段阶磨 阶选铁精矿的单体解离度高达9 8 ．1 2 ％，钛磁铁矿的质 量含量达到9 6 ．2 6 ％；七段阶磨阶选铁精矿的单体解离 度达到9 8 ．9 7 ％，钛磁铁矿的质量含量达到9 7 ．1 2 ％。 说明采用三段阶磨阶选就能取得较高的钒钛铁精矿单 体解离度，获得的钒钛铁精矿纯度较高。 4 结论 1 攀枝花钒钛磁铁矿结构种类复杂，固溶体结构 丰富，可回收利用的铁资源主要是钛磁铁矿。由于钛 磁铁矿的矿石性质特殊，造成用物理选矿方法回收该 类型钛磁铁精矿，达不到普通磁铁精矿铁品位的指标。 2 适宜采用铁精矿选择性磨矿的选别方式提高 钒钛铁精矿品位。通过七段阶磨阶选的极限探索试 验，最终也只能将铁精矿品位提高至5 7 ．3 0 ％，此结果 接近了该矿原料矿石理论精矿品位。 3 通过增大各段磨矿处理能力的三段阶磨阶选， 最终获得的铁精矿指标为T F e 品位5 5 ．9 6 ％，产率 3 5 ．3 2 ％，回收率6 6 ．9 1 ％。这是确保目前选矿厂产能 表5 铁精矿主要矿物含量及单体解离度测定结果 和较佳精矿品位、回收率的较佳结合点。因此推荐三 锌精矿2 氧化铅精矿 尾矿 原矿 由表5 可见，采用该工艺流程，有效的实现了铅锌 分离，并且合理的回收了氧化铅。 3 结语 1 豫西某铅锌矿矿物组成复杂，铅锌共生关系密 切且嵌布粒度较细，铅锌互相包裹较为严重而导致铅 锌分离较为困难。 2 根据铅锌矿物嵌布关系和可浮性差异的特点， 通过硫化铅锌矿、氧化铅矿不同选别工艺对比，最终确 4 8 ．6 7 ％，总回收率6 6 ．0 6 ％。 参考文献 [ 1 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 8 ． [ 2 ]江皇义，叶雪均，罗升，等．凡口铅锌矿选硫新工艺研究与实践 [ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 1 3 0 一3 3 ． [ 3 ] 乔吉波，简胜，王少东，等．建水某铅锌矿选矿工艺研究[ J ] ．矿 冶工程，2 0 1 2 4 5 1 - 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