某釩鈦磁鐵礦尾礦中鈦鐵礦的選礦研究

劉長淼，吳東印，呂子虎，趙登魁，衛 敏，王守敬，馮安生，郭珍旭

(1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所，河南 鄭州450006；2.國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點實驗室，河南 鄭州450006)

某釩鈦磁鐵礦尾礦中鈦鐵礦的選礦研究

劉長淼1,2，吳東印1,2，呂子虎1,2，趙登魁1,2，衛 敏1,2，王守敬1,2，馮安生1,2，郭珍旭1,2

(1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所，河南 鄭州450006；2.國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點實驗室，河南 鄭州450006)

某釩鈦磁鐵礦尾礦品位較低，TiO2品位為3.2%，試樣中鈦鐵礦的含量為5%。試樣中TiO2在細級別中分布較多。試樣經磁選預選可有效的拋除大量尾礦，鈦粗精礦經分級后的重選效果較好，然后采用高壓電選工藝，可獲得品位大于38%的鈦精礦。“磁選-重選-電選”綜合條件試驗可獲得TiO2品位為39.28%，回收率13.87%的鈦精礦。

尾礦；鈦鐵礦；強磁拋尾；重選；電選

我國釩鈦磁鐵礦資源非常豐富，資源儲量近100億t，主要分布在四川、云南、河北、黑龍江等地，其中90%以上的釩鈦磁鐵礦資源都分布在四川地區[1]。一般來說，釩鈦磁鐵礦礦石中的有益元素包括V、Ti、Fe以及一些稀散元素，目前能采用物理方法回收的主要是賦存在鈦磁鐵礦和鈦鐵礦中的V、Ti和Fe等元素，而其它賦存在輝石、云母等脈石礦物中的V、Ti和稀散元素則較難回收。目前一般通過“階段磨礦-階段磁選”的方法來回收鈦磁鐵礦[2-3]，通過強磁預選、重選和電選聯合或浮選方法來回收選鐵尾礦中的鈦鐵礦[4-6]。本研究中涉及的試樣系某釩鈦磁鐵礦礦山的選鐵尾礦，尾礦中還有能回收鈦鐵礦，研究者將通過技術工藝研究，確定適宜的回收鈦鐵礦的技術工藝路線，為該礦山的資源綜合利用提供技術依據。

1 試樣性質

本研究所用試樣化學多元素分析結果如表1所示，可知試樣中TiO2品位為3.2%。經XRD分析(圖1)和鏡下鑒定發現，試樣中主要組成礦物為輝石、綠泥石、長石等脈石礦物，可見少量的鈦鐵礦，鈦磁鐵礦等礦物，其中鈦鐵礦含量為5%左右，單體解離度80%左右。可見少量鈦鐵礦與脈石礦物連體。經單礦物揀選和化學分析發現，試樣中鈦鐵礦為鈦鐵礦和磁鐵礦的固溶體。該固溶體中鈦含量為43.53%(理論品位)。礦石中黃鐵礦和黃銅礦含量較低，多已經單體解離。

針對試驗樣品，進行多粒級篩分，同時將各粒級樣品進行化學分析，考察各粒級TiO2的品位和分布率，試驗結果如表2所示，可知TiO2在各粒級中的分布有一定的差異，隨著粒度的變細，品位變高，在-0.045mm粒級中含量最高，達到4.44%。后續選礦過程中，采用搖床重選時，可考慮分粒級進行選別，以提高選別效果。

表1 試樣化學多項分析結果/%

圖1 試樣XRD分析圖譜

表2 試驗的粒度組成及TiO2分布

2 選礦試驗

由試樣性質可知，本研究的試樣中TiO2含量低，僅為3.2%，鈦鐵礦的TiO2理論品位僅為43.53%，從試樣中無法得到TiO2品位大于45%的鈦精礦，且試樣中鈦鐵礦的理論品位和理論回收率均較低。同時礦石中還存在赤褐鐵礦、黑云母、含鈦輝石等其他脈石礦物的影響，選鈦難度較高，采用強磁-浮選流程時，浮選調整劑用量相對較大，精選段數相應很多，選礦技術指標預期不會太高。因此就沒有考慮成本較高的強磁-浮選法來回收鈦鐵礦。

由于鈦鐵礦屬弱磁性礦物，同時鈦鐵礦的密度與輝石、云母等脈石礦物差別也較大，此外鈦鐵礦與脈石礦物的電性差異也較大，因此可考慮先用磁選獲得鈦鐵礦粗精礦，然后采用重選和電選的方法提高粗精礦品質。

經與礦方溝通，筆者嘗試采用磁選、重選和電選聯合方法，從試樣中富集得到TiO2品位38%～39%的鈦精礦。采用強磁-分級重選-電選的方法回收鈦鐵礦，這種方法可間斷作業，針對尾礦性質變化時，還可微調后期電選條件來控制精礦品位，同時精礦中不含化學藥劑，在銷售時，也占一定優勢。

2.1 強磁預選試驗研究

試驗中采用立環式高梯度強磁選機對試樣進行強磁預選研究，試驗采用一次磁選流程，主要考察磁場強度對鈦鐵礦預選效果的影響，試驗結果如圖2所示。由試驗結果可知，磁場強度為480kA/m時，原料中鈦回收率不再增加，鈦鐵礦中鈦回收已達最大(TiO2品位11.30%，回收率28.97%)，最終選磁場強度為480kA/m。

圖2 磁場強度對鈦鐵礦預選效果的影響

2.2 搖床重選試驗

試驗中發現，強磁預選后的粗精礦進行搖床重選的選別效果很差，不能有效的得到品位提高鈦精礦。其主要原因是鈦鐵礦在各個粒級中都有分布，且在細級別中的分布更多，將試樣一起進行搖床選別，各粒級間互相干擾，選別效果差。因此根據試驗的篩析結果，將強磁粗精礦進行分級處理，分成+0.1mm、-0.1mm+0.045mm和-0.045mm三個粒級，再分布進行重選試驗，試驗按圖3所示流程圖進行，試驗結果如表3所示。

圖3 搖床選別工藝流程

表3 磁選-分級搖床重選流程試驗結果

由結果可知,磁選精礦經過分級搖床選別后,精礦品位得到較大提高,TiO2品位最高達到了28.47%，但+0.1mm級別品位相對較低，可能是由于單體解離不夠所致，因此+0.1mm粒粒級必須經過再磨處理。同時-0.045mm級別在搖尾及中礦中丟失較多，這部分產品目前重選回收較困難。

2.3 搖床精礦電選試驗

試驗中采用高壓電選機對-0.1+0.045mm級別的搖床精礦進行了電選條件試驗，試驗中采用一粗三掃選別流程，粗選和掃選的精礦合并為最終精礦，主要考察電選機工作電壓對電選效果的影響，試驗結果如圖4所示。可知，在工作電壓為19.5kV時，鈦精礦TiO2品位38.20%，作業回收率66.57%，選別效果較好。

圖4 工作電壓對鈦鐵礦選別效果的影響

2.4 綜合條件試驗

由前面試驗結果可知，通過“磁-重-電”聯合技術工藝，可以獲得TiO2品位大于38%的鈦精礦，因此針對試驗進行了綜合條件試驗，試驗按圖5所示流程圖進行，其中+0.1mm級別進行了再磨。試驗最終精礦結果如表4所示。由試驗結果可知，最終可獲得TiO2品位39.28%，回收率13.87%的鈦精礦。

圖5 磁-重-電選礦工藝流程

表4 最終鈦鐵礦精礦結果

3 結 論

1)試樣中TiO2品位較低，僅為3.2%，試樣中可回收的鈦鐵礦僅占礦物組成的5%左右。

2)強磁預選可有效的拋除尾礦，獲得鈦粗精礦，通過分級重選可有效提高鈦粗精礦的品位，搖床精礦經過高壓電選后，可獲得TiO2品位大于38%的鈦精礦，但+0.1mm級別的搖床精礦需再磨處理。

3)“磁選-重選-電選”綜合條件試驗可獲得較好的選別指標，最終精礦TiO2品位為39.28%，回收率為13.87%。較好的綜合回收了試樣中的鈦。

[1] 廖祥文,張裕書,陳達,等.攀西某低品位釩鈦磁鐵礦選鐵試驗研究[J].礦產綜合利用,2006(3)：3-6.

[2] 張俊輝,張淵,楊永濤.某釩鈦磁鐵礦選鐵工藝流程研究[J].礦產綜合利用,2008(6)：19-21.

[3] 陳達,傅文章,洪秉信.某釩鈦磁鐵礦綜合利用試驗研究[J].中國礦業,2011，20(5)：84-86.

[4] 傅文章，張淵，洪秉信，等.攀枝花細粒級鈦鐵礦的浮選[J].礦產綜合利用,1999(6)：4-8.

[5] 周建國,王洪彬,曾禮國.攀枝花微細粒級鈦鐵礦的回收[J].廣東有色金屬學報,2006,16(1)：1-5.

Study on recovering ilmenite from V-Ti magnetite tailings

LIU Chang-miao1，2，WU Dong-yin1，2，LV Zi-hu1，2，ZHAO Deng-kui1，2，WEI Min1，2，WANG Shou-jing1，2,FENG An-sheng1，2,GUO Zhen-xu1，2

(1.Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Zhengzhou 450006，China；2.Key laboratory for poly-metallic ores utilization of Chinese Ministry of land and resources，Zhengzhou 450006，China)

A certain V-Ti magnetite tailing is of the type of low grade sample.The grade of TiO2in the sample is 3.2%，and the content of ilmenite in the sample is 5%.TiO2is mainly distributed in the fine sample.After discarding tailings by magnetic separation，rough concentrate with the TiO2grade of 12% was obtained.Then rough concentrate was classficated to carry on the gravity and electrostatic separation，and concentrate with TiO2grade of 38% was gained.Based on the process of “magnetic-gravity-electrostatic separation”，the grade of TiO2in final concentration is 39.28%，and the recovery rate of TiO2is 13.87%.

tailings;ilmenite;discarding tailings by magnetic separation;gravity separation；electrostatic separation

2014-02-10

國土資源部地質礦產評價專項項目資助(編號：12120113088200)；國家自然科學基金項目資助(編號：U1304519)；中國地質調查局百名青年地質英才培養計劃資助

劉長淼(1981- )，河南南陽人，副研究員，主要從事礦物加工及選礦藥劑研究，E-mail：changmiaoliu@163.com。

TD923+.13

A

1004-4051(2015)05-0115-03