黑山钛铁矿工艺特性与选矿工艺流程试验研究.pdf

S e r i e sNo 3 0 3 S e p t e n b e r 2 0 0 1 金 属 矿 山 Ⅳ匝r r A L M I NE 总 第 3 0 3 期 2 0 0 1 年第 9 期 黑 山钛铁矿 工艺特性 与选矿 工 艺流程试验研 究 勾树山 石云良 陈正学 承德 钢铁 集 团有 限睿 司 中南大学 长沙矿 浩研 究院 摘要介绍了承钢黑山铁矿选铁尾矿矿石性质具有矿物组成复杂 、 矿物嵌布粒度细等特点； 选矿试验研究 表 明． 0 0 7 4mm 粒级采用强磁选 一螺旋选矿电选流程 一0 ． 0 7 4iT ir l l 细 粒级采用强磁选 一浮选流程 ， 对该矿石 有较好 的适应性。 关键词钍铁旷工 艺矿物学选旷工艺 I 1 I e Te c h n o l o g i c a l Pr o p e r t i e s o f He i s h a n l l me n i t e Or e a n d T e s t S t u d y o n I t s B e n e f i c i a t i o n Go u S h u s b a n S K Yu n l i a n g C ．h e n Z h e n g x u e C h e n g d e I r o n口 C e n t r a l S o u t h a n g s b a l r t t u t e ．g i[i n i n g S t e e G r o u pC o ． L t d U n i v e r s v a n dMe t a l l u r g c a l R e s e a r c hj Ab s t r a c t Th e i r o n s e p a r a t i o n r a i l i n g s o f Hds h a n I r o n Mi n e ． Ch e n g d e S t e e l ， c h a r a e t e r i s e d b y c o mp l e x mi n e r a l mmp o s t t t c l a n d fi n e d i , e ml n a t to n p a r t i c l e s i z e Th e e x p e r i me n t a l s t u d v O i l t h e b e n e fi da t [o n h a s s h o wn t h a t i t i s s u i t a b I e t o u h i g h i n t e n s i t y ma g n e t i c s e p a r a t i o n - s p i r a l s l u i c i n g de e t r i c a l s e p a r a d o n fl o ws h e e t a n d h i g h i n t e n s [ t y - fl o t a t i a fl o ws h e e t f o r0 ． 0 7 4 ram a n d 一0 0 7 4 ram f r a c t io n s r e s p e e d v e l y K I h n e n i t e ， Te c h n o lo g i c a l mi n e r a l o g y， B e n e fi c i a f l o n t e c h n o l o g s “ 原生钛铁矿 由于矿物组成复杂 ， 各矿物间共生 密切， 较之海滨砂钛铁矿 ， 其 分选流程要 复杂得多。 原生钛铁矿的选矿 ， 国内外研究也较多 ， 根据矿石性 质的不同芏要采用以下的分选工艺流程 重选 一磁 选流 程、 重 选 流 程、 重 选 一强 磁 选 一电选 流 程 等[ 、 ， 而细粒通常采用浮选流程。 ⋯3 。 通过对黑山钛铁矿的工艺矿物学 的研究 ， 粗粒 级采用强磁选 一粗精 矿再磨 一螺旋选矿 一电选流 程 ， 细粒级采用浮选流程 ， 能大幅提高钛铁矿的回收 率。 1 矿石性质 试验矿样由黑山铁矿负责采集 ， 来 自选铁后的 尾矿 1 ． 1 矿物组成 经镜下鉴定， 试样 中金属氧化物以钛铁矿和钛 磁铁矿为主 ， 同时尚有少量金红石 、 锐钛矿、 白钛矿 、 褐铁矿和赤铁矿等 ； 金属硫 化物 为黄铁矿 、 黄铜矿 等； 脉石矿物则以绿泥石和斜长石为主， 尚有少量黑 云母 、 石英 、 方解石 、 磷灰石等 具体矿物组成含量 见表 1 从表 1可看出， 钛磁铁矿含量达 4 ． 3 ％， 它具有 很强的磁性 ， 在后续 的钛铁矿选矿过程中， 会干扰钛 34 铁矿的选矿， 需采用弱磁选预先 回收钛磁铁矿； 矿石 中硫化物的含量 为 1 ％左右 ， 它是钛精矿 的有害杂 质 ． 也需在适当的时候予以去除。 表 1 主要矿物 含量 ％ 1 ． 2 矿物的物理性质 物理选矿就是利用各矿物间物理性质的差异来 完成 。为给选矿制定合理工艺流程提供依据 ， 试验 样中各主要矿物的密度、 比磁化系数、 比电阻系数结 果列于表 2 从表 2可看出， 从密度来看 ， 采用重选方法 ， 可 有效分离脉石矿物斜长石， 绿泥石则较难分离 ； 从磁 性来看， 采用强磁选 ， 可有效分离去斜长石 和绿 泥 石 ， 但有一部分含铁较高的绿泥石磁性很强 ， 强磁选 时， 会进入强磁精 矿； 从比电阻来看 ， 钛铁 矿与绿泥 石和斜长石的比电阻差在 8 个数量级以上， 预计可 有效地分选出钛铁矿。 勾树山． 承簿钢铁集团有限公司吾 4 总工程师． 高级工程师 ． 0 6 7 0 0 0河 北省承德市 维普资讯 句树山等 黑山钛铁矿工艺特性与选g - x ． 艺流程试验研究 2 0 0 1 年第9 期 表 2 矿物的物理性质 1 ． 3 试样的粒度特性与单体解离度分析 表3 表 3 试 样的筛 水析 与单体解离分析 结果 粒度 奎 品位 佥壹奎 _ _ 解离度 ／ n a rn 部分 累计 ／ ％ 部分 累计 ／ ％ 0 6 3 6 3 7 6 3 7 1 0 9 0 4 0 8 4 21 6 ～ 0 6 30 4 0 I1 5 3 1 7 9 0 2 3 5 3 2 9 4 l 3 5 0 7 一 O 4 0O 2 5 1 3 9 0 3 1 8 o 4 61 7 7 7 l 1 9 o 6 9 9 0 2 50 1 6 1 6 吣4 7 88 7 3l 1 4 拍2 6 1 6 8 7 8 0 1 60 l 0 1 4 6 4 6 2 52 1 0 0 2 1 7 了 9 4 3 9 5 9 0 4 0 1 00 0 7 4 1 8 1 5 8 O 67 1 2 4 8 2 7 4 7 7 l 42 9 4 5 0 0 7 4 0 0 5 0 1 5 0 8 2 1 7 1 5 1 7 2 7 6 7 4 l 8 9 7 7 0 0 5 0 0 0 3 0 7 4 9 8 9 6 6 I 4 4 3 1 3 1 1 8 7 2 9 9 8 6 0 0 3 00 B I D 8 8l 9 8 4 7 1 0 8 9 I 1 6 4 9 8 9 3 9 9 0 0． 01 0 1 5 3 1 0 0． 0 0 5 8 2 10 7 1 0 7 9 9 5 鱼 从表 3 可看出， 在 0 ． 4Ill lT l 以上粒级中， 产率 为 l 7 ． 9 0 ％， 钛分布率只有4 ． 1 3 ％， 这部分粗粒可预 先隔除； 在0 ． 0 1 0m lT 1 粒级的产率为 1 ． 5 3 ％， 钛分 布率 为 1 ． 0 7 ％． 这 部 分 可 以作 为 细 泥 脱 除 ； 在 一 0 1 6 0 ． 0 1 0 F E I I T 1 粒 级中， 钛 铁矿有相对富集趋 势， 其 T i O z 含量达 1 0 ％以上。这部分也是选矿回 收的最佳粒级 从单体解离度来看 ， 0 ． 4 r e fi l l 粒 级 ， 单体解离度很低 ， 预先的隔粗作业是合理的； 0 4 0 ． 2 5 1T tlq 粒级中， 钛铁矿 的单体解离也只有 6 9 ． 9 ％， 这部分是否影响最终钛精矿质量， 能否进人 选别作业有待进一步查 明。 2 试验设备与方法 1 主要试验设备 。G P S 5 J 【 】 F E I I T 1 l 0 0 0 r f l lT 1 高频振动细筛 ， 帕0 0 i n I t 4 0 0 I D i o t 鼓形弱磁选机 ， S h p 一7 0 0 r n r n 双盘强磁选机 ， B X W 一6 0 0 r e fi ll螺旋 选矿机 ， l 2 L浮选机 ， Y D一3型电选机。 2 试验方法。扫磁选 钛磁铁 矿的扫磁选是 连续进行 ， 一次性处理矿石约 l 5 t ； 强磁选 条件试 验中， 每次试样为 5 ， 配成给定的浓度进行试验。 生产试验 中， 按条件 试验的较优条件 ， 进行连续试 验 ； 螺旋选矿 条件试验每次试样 5 ， 配成给定的 浓度进行试验 。生产试验中 ， 按条件试验的较优条 件， 进行连续试验； 电选 进行转速、 电压等条件试 验 ， 选优进行流程试验。 3 试验结果与讨论 考虑到0 ． 4 n a l 0 ． 2 5 mm粒级的单体解离 度低， 进行了两个流程的比较试验。根据矿物学性 质 ， 强磁选是最有效 的分离方法。因此 ， 采用强磁选 为第一段粗选。 3 ． 1 十 0 4 5 r n r n隔粗 一 强磁选 一 螺旋选矿一电选 流程 试验流程见 图 l ， 试验结果见表 4 选铁尾矿 ● _ ●●- - 一 0 4 5 ram 隔粗0 4 5 ram - -- 。_ __ _ _● __ __ 一 J 扫碱选 广- 垄 忸 粒 }匀 料 l r 墨 詈 罢 } 墨 幸 。 I l 『 『 磁 选 尾 矿 l 螺 选 矿 l I严_ 1 l 浮 l旌 l 尸 1 矗 I 廿 电 选 厂T] 钍府矿 铽中矿 电 建晤矿 图 l 强磁选 一螺旋选 矿 一电选试 验流程 袭 4 强磁 一螺旋选 矿 一电选 试验结果 ／ ％ 从表 4 可看出， 由于筛分效率的关系， 在隔粗中 钛损失率达 1 3 ． 3 0 ％； 螺旋选矿机尾矿含 Ti O2 品位 高达 9 ． 6 9 ％。经筛析和镜下检查， 其中含有大量单 体解离的细粒钛铁矿 ， 说 明螺旋选矿机对细粒 的回 收效果差 ； 还有 T 含量为 3 7 ． 0 5 ％的电选 中矿 ， 这部分电选中矿的单体解离度低， 需再磨才能获得 含 Ti O, 4 6 、 5 ％以上的钛精矿 。 因此 ， 该流程具有以下 缺点 ① 由于采用 隔粗 ， 粗粒中钛损失较高； ②螺旋选矿机对 细粒级 回收效 果差， 细粒级损失大； ③尽管隔粗， 去除 0 4 5 u 一 粒度， 但电选粒度范围太宽， 因而有一定量的电选中 矿 ， 降低了最终钛精矿的回收率。 3 ． 2 粗粒强磁选粗精矿再磨螺旋选矿 一电选 和细粒浮选流程 鉴 于 图 1流程 的缺 点 ， 采用 1／ D I T 1 隔粗 ， 维普资讯 总第3 0 3期 金 属 矿 山 2 { 1 O 1 年第 9期 一 O ． 0 7 4 m m 脱泥的粗细分选流程。其中， 粗粒采用 强磁选 一粗精矿再磨 一螺旋选矿 一电选 ， 而细粒采 用浮选流程 ， 具体见图 2 ， 试验结果见表 5 。 选 铁尾 矿 图2 强磁选 一粗精矿再磨 一螺旋选矿一电选流捏 表 5 强磁选 一粗精矿再磨 一螺旋选矿 一电选试验结果／ ％ 从表 5看出， 本流程中， 隔粗时钛的损失率为 零 ； 由于采取粗精矿再磨 ， 控制人 电选粒度为 一O ． 2 5 mm， 使电选钛精矿品位达 4 7 ． 2 6 ％， 且没有电选 中 矿； 粗粒级的回收率已经达到图 1 流程的总 回收率， 细粒的浮选回收率是另增加 的。 上接第 1 1页 3 装药 器、 输药管难于适应 大孔径 的装药要 求， 应购置长冶矿山机械厂研制 的新型装 药器 以及 相配套的输药管， 保证装药密度 。 4 电耙道 的支护方式 必须认真加 以研究 ， 宜 采用予应力注浆锚索支护 。 5 本次进行的是半工业试验 ， 保留了堑淘 ， 其 束孔布置的灵活性大， 也没有扩漏工艺 ， 与完善的束 状深孔爆破技术尚有一定距离 。下一步的工作是进 行第二阶段 ， 即去掉堑沟， 研究漏斗布置、 电耙道支 因此 ， 该流程的特点有 ①粗 、 细归队 ， 分级分 选， 可有效提高回收率； ②粗精矿再磨， 可保证钛精 矿的质量； ⑧强磁选作为第一粗选作业， 为今后进一 步提高钛铁矿回收率提供了有利条件 螺旋尾矿和 电选尾矿可再磨进入浮选系统， 从 而提高浮选的人 选钛金属量 。 4 结论 1 工艺矿物学研究表 明， 该钛铁矿石的矿物 组成复杂 ， 主要矿物有钛铁矿 、 钛磁铁矿 、 褐铁矿、 赤 铁矿 、 黄铁矿 、 绿泥石 、 斜长石 、 辉石等； 矿石嵌布粒 度较细， 主要表现在 O ． 2 5 n 一 粒级单体解离度 低。 2 各矿物的物理性质结果表明 ， 强磁选和重 选可有效分选出斜长石， 但有 一部分含铁高的绿泥 石在重选和磁选中都不能去除 ， 必须借助于电选。 3 根据矿物性质 ， 分别进行全粒级的强磁选 一 螺旋选矿 一电选流程 简称流程 1 和粗粒采用强 磁选 一粗精矿再磨 一螺旋选矿 一电选 、 细粒采用浮 选的分级人选流程 简称流程 2 。获得的结果表明 流程 l 钛精矿品位 4 6 ． 8 4 ％， 回收率 4 O ． 5 9 ％； 而流 程 2中， 粗 粒级 的钛 精 矿 品 位 4 7 ． 2 6 ％， 回收 率 4 1 ． O 6 ％， 此外还有钛金属量为 3 1 ． 3 8 ％ 加入螺旋 选矿尾矿和电选尾矿后 的细粒产 品进入浮选作业 回收细粒钛铁矿。 4 工艺矿物学在选矿中起着很好的指导与检 查作用 参考文献 l 朱俊士主编 中 国钒钛磁 铁矿 选 矿 ． 北 京 冶金 工业 出版社 l 9 9 6 2 陈正学， 等攀枝花铁矿最佳分选流程的研究矿冶工程． 1 9 8 4 4 3 1 9 ～2 3 收稿 日期 2 0 0 1 0 2 2 8 护型式以及 斗径 掘进 、 劈漏 、 落矿三位一体爆破技 术 ， 此项工作 已和西安建筑科技大学合作。完成后 将对垂直平行密集束状深孔爆破技术从 理论 、 实践 等方面进行全面、 系统地总结 。 参考文献 1 刘文永柬状探孔爆破技术的试验研究和应用 ． 北京矿冶研 究 总院学报 ． 1 9 9 4 [ 1 1 5 2 北京科拄大学矿业研究所， 等垂直平行束状探孔落矿爆破技 术金属矿山 ， 1 9 9 1 ， 7 6 ～ 1 0 收稿 日期 2 0 0 1 0 5 1 5 维普资讯