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论攀枝花选钛厂二期扩建工艺流程 袁 诗 芬 3 提 要 通过对攀枝花选钛厂现生产流程中存在问题的分析,提出了在二期扩建过程中 应注意的主要问题,并通过试验推荐以Slon高梯度磁选机为主体设备的磁选 重选 电选 浮 选工艺流程代替现有流程,使可回收的粒级下限大幅度降低,并使TiO2总回收率提高20 以 上。 关键词 Slon高梯度磁选机 钛铁矿 联合工艺流程 攀钢集团公司选钛厂是我国原生钛 铁矿最大的生产基地,现拥有年产钛精矿 10万t规模的生产能力。随着我国钛工业 的迅速发展,攀枝花钛精矿已成为国内市场 走俏的商品。为满足市场需要,“九五” 期间 选钛厂准备二期扩建,届时将达到年产钛精 矿40万t的规模。选钛厂现有生产流程为 重选 磁选 浮选 电选,但是该流程主要 问题是选钛总回收率低于20 ,选矿成本 高,盈利甚微,各选别作业前的准备作业繁 多,金属损失严重。为此,要实现年产钛精 矿40万t的目标,选钛厂新建二期工程必 须改造现有流程的不足,否则将面临同样的 问题。 根据1996年我所以Slon1500高梯 度磁选机为主体设备,在现场采用磁选 浮 选联合工艺回收微细粒级钛铁矿工业试验 取得的经验,1997年8月我们又对选钛厂 提供的入选原料即选铁厂磁选尾矿进行 了Slon高梯度磁选试验,以探索其用于粗 选抛尾的可能性,同时进行了重选、 浮选的 流程试验,为二期工程扩建提供科学依据, 本文对问题突出的选别作业进行论述并根 据流程试验及现场已有的设备提出二期工 程的改进工艺流程。 1 原矿性质 攀钢选钛厂入选原矿为密地选矿厂选 铁后的尾矿以下简称磁尾 , 原矿中主要有 用矿物为钛铁矿,主要脉石矿物为钛辉石、 钛磁铁矿及少量硫化矿、 斜长石等,其组成 及物理性质见表1。 表1原矿主要矿物含量及物理性质 矿物名称含量 品位 TiO2密度比磁化系数 cm 3/ g10- 6 比电阻 Ω cm 钒钛磁铁矿2～513. 44. 6～4. 8 100001. 38106 钛铁矿15. 3～17. 551. 894. 6～4. 72401. 75105 硫化矿2～2. 54. 4～4. 941001. 25104 钛辉石46～46. 51. 853. 1～3. 31003. 131013 斜 长 石 等31～340. 0972. 714 1014 2 现有流程分析 现有选钛流程如图1所示。从图1可 以看出选钛厂目前生产效率低的主要原因 如下 3 江西有色冶金研究所工程师 江西赣州 341000 1粗选流程结构繁杂,特别是重选入 选前的准备作业 隔渣、 浓缩脱水、 脱泥、 分级等工艺环节太多,且每个环节都有金属 损失,金属损失累计至少35 。笔者1996 年在现场做微细粒级工业试验时,对重选段 1 浓缩作业的溢流进行筛析,结果见表2。 表2 高效分级箱、9m大井、 四室分级箱 总溢流筛析结果 粒级μ m 产率品位 TiO 2金属占有率 7416. 8511. 6319. 92 - 74 4019. 1610. 4920. 43 - 40 1915. 749. 6615. 45 - 1948. 259. 0244. 20 给 矿100. 09. 84100. 0 图1 选钛厂现有生产流程 由表2可见,所弃溢流中 40μm的金 属占40. 35 ,这部分金属正是现有工艺流 程的有效回收范围,金属流失严重是现有流 程的一大问题。 2多次浓缩脱水、 脱泥、 分级溢流口 多,排送管道盘根错节,砂泵和泵池等辅助 设施多,操作管理很不方便,且给将来待处 理的细泥归队带来困难。 3作为粗选主要选别设备的螺旋选矿 机和螺旋溜槽作业回收率仅为45 ,除设 备本身结构因素外,给矿粒度较窄,给矿量 不均匀,设备对原矿性质波动适应性差,造 成粗选作业回收率低,总回收率也低。特别 值得重视的是对分级效率的要求严格,分级 效率的好坏直接影响着螺旋选矿机和螺旋 溜槽的选别效果。 4精选作业现场统计可知,电选作业 回收率为75 ,其中 74μm回收率在80 以上, - 74μm回收率40 ～50 ,且该粒 级在风力分级及电选过程中易粉尘飞扬,使 操作环境恶劣。 以上所有问题都是 “九五” 期间选钛厂 二期工程急需考虑解决的,对现有流程加以 完善是攀钢选钛厂提高选矿回收率的重要 途径。 3 改进流程的确定 改进流程如图2所示,该原则流程为磁 选 重选粗选、 电选 浮选联合精选工艺, 流程确定的思路为 1 根据原矿性质,目的 矿物钛铁矿与主要脉石矿物钛辉石之间密 度差小,差值仅1. 5 ,属重选难选试料,要获 得较高品位粗精矿含TiO228 ,重选回 收率难以提高。2钛铁矿和钛辉石比磁化 系数相近,比值为2. 4∶1 ,普通强磁机难以 奏效。3由于选钛厂原矿性质常随选铁厂 波动而有较大波动,所选设备需适应性强、 选别粒度范围宽,且富集比大、 选别效率高。 4根据Slon强磁机磁选 浮选联合工艺 回收微细粒级钛铁矿的成功经验,Slon高梯 2 度磁选机具有回收粒度下限低,富集比大, 精矿倒冲洗结构可防止磁介质阻塞,对给矿 浓度、 粒度波动适应性强,选用Slon高梯度 磁选机磁选代替重选抛尾。5由于电选入 选原料含TiO2要求28 以上,而一次磁选 粗精矿品位17 ～20 时,作业回收率 80 ,效 果 最 佳,如 采 用 二 次 磁 选 得 TiO228 粗钛精矿,将损失4 以上的回收 率来换取提高1 的精矿品位表 3 。其 次,一次磁选粗精矿中钛铁矿与连同选上来 的钛辉石间磁性差距更小,二次磁选难度加 大,因此,对 74μm粒级的一次磁选粗精 矿可选用螺旋溜槽继续提高其品位达 28 ,电选精选获合格钛精矿。6考虑到 重选和电选对- 74μm粒级钛铁矿的选别 效果差,所以对磁选粗精矿进行分级, - 74μm粒级进浮选得合格钛精矿。7由于 原料中含有5 的钛磁铁矿,其磁性大于钛 铁矿,在磁选时将先于钛铁矿得到富集,使 磁选粗精矿品位降低,所以Slon高梯度磁 选机前增设弱磁脱铁,可使Slon磁选效果 更好。 图2 改进原则流程 4 试验情况 攀钢选钛厂1997年8月提供给我所磁 尾原矿中, - 45μm粒级产率为49. 96 , 原矿含TiO28. 3 ,不分级直接进Slon高梯 度磁选,试验结果见表3。 表3磁尾Slon高梯度一次磁选试验结果 试 验 编 号 矿 物 名 称 产率 品位 TiO 2 回收率 富集比 倍 1 精 矿27. 3419. 6564. 72 尾 矿72. 664. 0335. 28 给 矿100. 08. 30100. 0 2. 37 2 精 矿31. 5319. 4673. 92 尾 矿68. 473. 1626. 08 给 矿100. 08. 30100. 0 2. 34 3 精 矿36. 7018. 1380. 17 尾 矿63. 302. 6019. 83 给 矿100. 08. 30100. 0 2. 18 4 精 矿40. 7917. 2884. 92 尾 矿59. 212. 1115. 08 给 矿100. 08. 30100. 0 2. 08 由表3结果可以看出,原矿品位含 TiO28. 3 ,不分级直接采用Slon高梯度磁 选机一次磁选可获得精矿产率31. 5 ～ 40. 79 ,精 矿 品 位 含TiO217. 28 ～ 19. 46 ,回收率73. 92 ～84. 92 ,丢弃 60 ～70 尾矿,尾矿品位2 ～3 ,选别 效果好,达到了预富集抛尾的目的。 一次磁选精矿中- 74μm进行浮选, 74μm进行重选,当 74μm含TiO217. 24 时,螺 旋 溜 槽 一 次 选 别 得 精 矿 含TiO2 30. 91 ,作业回收率为85. 21 ;浮选采用 本所配制的混合捕收剂,当入选品位含 TiO219 时,经一次粗选、 一次扫选、 三次 精选的浮钛流程,可获得精矿品位含TiO2 47 、 回收率60 以上的开路浮选指标。 5 试验结果分析 从指标分析可知,采用磁选 重选 电 选 浮选改进流程,选别攀钢选钛厂原矿总 回收率达50 各作业对应回收率分别为 下转第43页 3 仅提高了企业的经济效益,而且减轻了工人的劳动强度。 表2工业试验生产指标 名称 自动控制 品 位 PbZn 回 收 率 PbZn 人工控制 品 位 PbZn 回 收 率 PbZn 原矿5. 3710. 4100. 0100. 05. 2910. 08100. 0100. 0 铅精矿59. 1187. 8359. 1787. 43 锌精矿54. 0794. 5253. 8994. 07 4 结语 运用人工神经网络进行模式识别是近 年来的新技术,将其引入工业浮选过程控制 是一项大胆尝试。结合模糊化及专家系统 等综合技术所形成的控制软件,在工业实践 中取得了良好效果,为实现工业浮选自动控 制打开了一扇新的窗口。 今后的研究任务还相当繁重,目前仅仅 实现了对浮选药剂的控制,相当多的影响因 素还没有包括进去,在软件、 硬件各方面都 需要投入大量研究力量,我们科研工作者前 途光明、 任重道远。 参考文献 1 陈子鸣、 茹青.有色金属季刊 ,1995 ,5 2 茹青.中国科技大学硕士生学位论文,1996 ,4 上接第3页 80 、85 、75 、60 , - 74μm与 74μm 比为6∶4 ,比现有生产流程回收率不到 20 高出20 以上,投产后预计每年可多 产钛精矿10万t。 从技术上分析可知,改进流程磁选 重 选 电选 浮选工艺,充分利用了钛铁矿与 主要脉石钛辉石之间的磁性、 密度、 比电阻 及可浮性差异,有效地分选出合格钛精矿。 磁选 浮选联合工艺在现场回收- 45μm 微细粒级钛铁矿工业试验已获圆满成功,并 转化为工业生产,重选、 电选早已是现场的 成熟工艺并存在巨大生产潜力,可见二期工 程采用改进流程在技术上是合理的,工业化 也易于实施。 从经济效益上分析可知,1996年选钛 厂统计资料表明,选钛实际生产成本395. 29 元/ t精矿,精矿售价为573. 3元/ t ,一年多 产10万t精矿,以此推算,年产值至少增加 5733万元,年新增利税1780万元。此外改 进流程由于Slon高梯度磁选机的回收粒度 下限低,适应性强,无需多次脱泥、 分级等准 备工序,大大节省了目前现场的溢流管道及 砂泵等设施,生产车间内跑、 冒、 滴、 漏现象 将大为改观,简化了作业,减小了占地面积, 一次性投入少,效益显著。 从社会效益分析可知,因为提高了生产 总回收率,所排尾矿品位进一步降低,有利 于国家有限资源的充分利用。采用细粒浮 选工艺,解决了风力分级和电选作业粉尘污 染严重的问题,改善了工作环境,利于职工 身心健康。 参考文献 1 朱俊士.中国钒钛磁铁矿选矿.北京冶金工业 出版社,1995 ,294～298 2 谢泽君.金属矿山,1997 ,7 21 3 袁诗芬.江西有色金属,1997 ,1 40 34