新疆某低品位釩鈦磁鐵礦選礦試驗研究

王 勇

（攀鋼集團礦業有限公司設計研究院，四川 攀枝花 617000）

1 引言

新疆地區某釩鈦磁鐵礦的品位較低，屬低品位釩鈦磁鐵礦，具有較大儲量。為合理利用該資源，對該礦石進行了詳細的工藝礦物學研究，查明了該礦的礦物組成和結構構造，以及礦物嵌布特征，在此基礎上對該礦石進行了充分的選礦條件試驗、工藝流程試驗，確定了合理的選別工藝，即預選拋尾－兩段階磨階選工藝，通過該工藝試驗得到了精礦TFe品位59.36%的較好選別指標，表明該低品位釩鈦磁鐵礦具有一定的開發利用價值。

2 礦石性質

2.1 工藝礦物學特性

2.1.1 礦物組成

經鏡下鑒定，該礦礦物組成簡單，主要為鈦磁鐵礦、硫化物、脈石，沒見單獨的鈦鐵礦物，原礦主要礦物含量見表1。

表1 原礦主要礦物含量

2.1.2 結構構造和嵌布特征

鈦磁鐵礦多為它形粒狀為主，物料組成懸殊，嵌布粒度較粗的達1.5mm以上，無論粗細，都有一定程度的綠泥石化現象（見圖1、圖2），鈦磁鐵礦雜質含量較多，麻面現象較嚴重（見圖2、圖3）。

圖1 中度綠泥石化的鈦磁鐵礦（灰白色）與脈石（灰色）、硫化物（黃白色）連生關系

圖2 麻面現象較嚴重的鈦磁鐵礦（灰白色）與硫化物（黃白色）的富連生體

硫化物顆粒較細，一般在10～50μm之間，以磁黃鐵礦與黃鐵礦為主，與脈石、鈦磁鐵礦都有連生。

脈石嵌布粒度較粗，粗的達2mm以上，呈它形與其他礦物連生，主要是與鈦磁鐵礦連生。

圖3 被包圍的鈦磁鐵礦（灰白色）被部分綠泥石化

圖4 它形粒狀的硫化物（黃白色）嵌布在脈石中

2.2 化學多元素分析

原礦化學多元素分析結果見表2。

表2 原礦化學多元素分析結果（%）

由表2分析結果并結合工藝礦物學分析可知，該礦石品位較低，屬于低品位釩鈦磁鐵礦，主要有用礦物為磁鐵礦，磁性鐵含量為7.64%。由TFe／FeO＝1.52可知該礦屬于原生釩鈦磁鐵礦，易磁選［1］。主要脈石礦物為石英，含量為36.91%，礦物組成中不可利用的硅酸鐵含量較高，化學組成中三氧化二鋁含量較高，說明部分鐵主要以綠泥石形式存在，影響礦石可選性，尤其是對尾礦品位和金屬回收率造成的影響較大。

2.3 礦石相對可磨度測定

取2～0mm的選礦綜合實驗樣縮分后取500g，利用試驗室XMQ－Φ240×90mm錐形球磨機進行磨礦試驗，磨礦時間間隔3min，取樣測磨礦粒度（－200目%），標準樣為攀枝花密地選礦廠入選鐵礦石，試驗結果見圖5。

圖5 試驗鐵礦石相對可磨礦度曲線

由圖5可見，與攀枝花磁鐵礦石相比，該礦石易磨。在磨礦初期－200目含量增長較快，在磨礦6min時粒度達到67.90%，此后磨礦粒度增長速度逐漸變緩，磨礦12min時粒度達到88.90%，磨礦15min時粒度達到96.90%。

2 選礦工藝試驗研究

根據礦石工藝礦物學及物質組成特性，礦石為低品位釩鈦磁鐵礦，采用粗粒預先磁選，提前拋出低品位巖石，提高入磨入選品位，降低選礦成本。該礦以磁鐵礦為主，采用單一磁選工藝處理。礦石鐵礦物嵌布粒度粗細不均勻，適于采用階段磨礦階段選別流程。綜上分析，確定采用階段磨礦、單一磁選工藝處理該礦石，圍繞預選拋尾及階段磨礦、單一磁選工藝進行條件試驗、工藝流程試驗研究。

3.1 預選拋尾試驗

將原礦直接在弱磁選機上進行預選拋尾，磁場強度為0.2T，試驗結果見表3。

表3可知，原礦直接進行預選拋尾，品位提高15.52個百分點，粗精礦品位29.26%，粗粒尾礦產率72.10%，品位7.73%。粗粒尾礦主要是原生礦泥和巖石，可直接排至尾礦庫。與原礦直接入磨入選相比，通過預磁選，可以減少72.10%的入磨量，大大減少了后續磨礦作業能耗和選別作業成本。

表3 原礦預選拋尾試驗結果（%）

3.2 選別工藝流程試驗

為合理利用該低品位釩鈦磁鐵礦，減少金屬流失，在提質的同時應盡可能地提高金屬回收率，以此為宗旨進行選礦工藝研究。試驗礦樣為原礦經預選拋尾后得到的粗精礦。

3.2.1 磁選管試驗

利用試驗室XMQ－Φ240×90mm球磨機將粗精礦濕磨至不同粒度，在磁場強度0.12T條件下進行磁選管試驗，試驗結果見表4。

表4 粗精礦不同磨礦粒度磁選管試驗結果

由表4可見，隨著磨礦細度增加，磁選精礦品位逐漸升高，磨礦粒度由－200目53.50%提高到96.90%時，精礦品位由54.20%提高到59.25%；精礦產率由39.43%降至32.00%；尾礦品位均在14%左右。試驗結果表明在粗磨條件下即可拋棄大量較低品位尾礦，為后續磨選量減少及進一步提質創造了條件；當磨礦粒度達到－200目96%以上時精礦品位才達到59%以上，可見該礦要得出理想的選別指標必須細磨深選。

3.2.2 階磨階選試驗

將粗精礦進行兩段階磨階選，其中一段磨選的磨礦細度為50%、磁選背景場強為0.18T，二段磨選的磨礦細度為97%，二段磁選采用一粗一精，粗選背景場強為1400Oe，精選背景場強為1200Oe，試驗結果見表5，試驗數質量流程見圖6。

表5 階磨階選試驗結果（%）

由表5可知，粗精礦經過預選拋尾、兩段階磨階選流程試驗可得到產率9.20%、TFe品位59.36%、TFe回收率39.76%的鐵精礦。

圖6 階磨階選數質量流程

對最終鐵精礦進行多元素分析，結果見表6。

最終鐵精礦多元素分析結果表明，最終鐵精礦品質較好，二氧化硅含量較低，為4.83%，有害的S、P含量均較低。

3 結語

（1）試驗磁鐵礦石屬于低品位釩鈦磁鐵礦，原礦全鐵品位僅為13.74%，鐵礦物以鈦磁鐵礦為主，且嵌布粒度粗細不均勻。

（2）預選試驗采用粗粒濕式磁選拋尾，得到產率27.90%、TFe品位29.26%的粗精礦。拋出的粗粒尾礦可直接排至尾礦庫，粗精礦進行磨選提質，與原礦直接入磨入選相比，減少了72.10%的入磨量，大大減少了磨礦能耗和選別成本，預選拋尾是該礦合理利用的必要環節。

（3）粗精礦磨選試驗采用階磨階選工藝，一次磨礦粒度－200目50%，最終磨礦粒度－200目96%以上的條件下獲得的選別指標為:精礦TFe品位59.36%、精礦產率9.20%、金屬回收率39.76%。鐵精礦多元素分析表明，精礦品質較好，二氧化硅含量較低，有害元素硫、磷含量也較低。

（4）“預選拋尾－兩段階磨階選工藝”是處理該低品位釩鈦磁鐵礦合理的選別工藝，可以使該低品位釩鈦磁鐵礦得到高效合理的開發利用，提高了資源利用率。

［1］許 時.礦石可選性研究［M］.北京:冶金工業出版社，1989:43－44.