云南某鈦鐵礦石選鐵流程工藝參數改進試驗

祝　強

(金平昆鋼金河有限責任公司)

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云南某鈦鐵礦石選鐵流程工藝參數改進試驗

祝強

(金平昆鋼金河有限責任公司)

摘要云南某鈦鐵礦石鐵品位為19.74%，TiO2品位為7.07%，鐵主要以鈦磁鐵礦和赤(褐)鐵礦的形式存在，脈石主要呈閃石—輝石型，屬低品位鈦鐵礦石。原選礦流程預選拋廢鐵品位僅能提高1～2個百分點，最終鐵精礦品位為57%，不利于市場銷售。對該礦石選鐵流程進行改進，以永磁干式磁選機代替原磁滾筒對-50 mm中碎產品進行預選拋廢，預選粗精礦進行1粗1精選弱磁選選鐵。在條件試驗確定的最佳工藝參數下，最終可獲產率11.20%、鐵品位61.71%、TiO2品位5.22%的鐵精礦，同時可拋除產率31.35%、鐵品位12.50%的廢石，拋廢效果較好。試驗結果對于優化流程工藝參數具有參考價值，可為選廠的改擴建提供技術依據，有利于選廠經濟效益的提高。

關鍵詞鈦鐵礦鈦磁鐵礦工藝參數

隨著優質鈦資源的消耗殆盡，低品位鈦鐵礦石已成為我國工業用鈦的主要來源。由于我國鈦鐵礦的資源稟賦較差及現有選礦技術的不足，目前低品位鈦鐵礦的工業利用總體較少，生產成本偏高[1-3]。因此，對低品位鈦鐵礦資源進行高效開發利用具有重要的戰略意義。

云南某低品位鈦鐵礦石鐵品位較低，且波動性較大，平均為19.74%，TiO2品位7.07%。為綜合回收利用其中的鐵、鈦，選廠對原礦進行三段一閉路破碎，破碎產品進入孔徑20 mm篩子進行篩分分級；篩下的細粒級產品直接進入磨礦作業，篩上的粗粒級產品采用磁滾筒拋廢；拋廢后鐵品位為20%～21%的粗精礦經一段磨礦至-0.074 mm占50%～55%后進行1粗1精磁選提鐵，選鐵尾礦進入選鈦流程。由于磁滾筒拋廢效果較差，鐵品位僅提高1～2個百分點，最終鐵精礦品位僅57%左右，無法滿足銷售市場的需求，制約了企業經濟效益的提高。

通過流程考察和選礦設備參數分析，認為造成原選礦流程生產指標較差的原因主要是設備參數選擇不合理。同時選礦廠處理能力的增加，也對設備提出了更高的要求。試驗主要就選鐵流程工藝參數改進進行展開，以期為選鐵流程設備重新選型提供技術依據，進而為工業生產流程改擴建提供參考，而選鐵尾礦鈦回收的工藝流程研究有其他文獻報道。

1礦石性質

云南某礦山選廠入選礦石為低品位鈦鐵礦石，主要鐵礦物為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，脈石礦物主要為閃石-輝石型，以粒狀變晶結構、致密塊狀構造為主。礦石化學多元素分析結果和鐵物相分析結果分別見表1、表2。

表1化學多元素分析結果

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表2鐵物相分析結果

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表1、表2表明，礦石鐵和二氧化鈦品位分別為19.74%、7.07%，是主要回收元素，并可伴隨回收釩。鐵主要以鈦磁鐵礦和赤(褐)鐵礦的形式存在，二者合計占總鐵的69.68%。赤褐鐵較多會對磁選回收鐵產生不利影響，針對赤褐鐵的回收進行了專門研究，但效果很不理想。

2試驗方法

在分析礦石性質的基礎上，結合前期技術改造實踐結果，獲得較好選鐵指標的關鍵在于磨礦前充分拋廢，但應注意拋出廢石中鈦礦物含量不宜過高，否則將影響后續鈦的分選效果。因此，選擇預選拋廢的粒度、方法、技術參數至關重要。此次試驗對 -50 mm的中碎產品進行1次干式磁選預選拋廢，拋出廢石獲得預選粗鐵精礦，并對預選粗精礦進行1粗1精弱磁選條件試驗，以確定最佳的技術參數。

3試驗結果與討論

3.1干式磁選預選拋廢試驗

選用CTG1210型永磁干式磁選機代替原磁滾筒對-50 mm中碎產品進行1次干式預選拋廢試驗，以提高拋廢效果。

3.1.1分離隔板距離試驗

分離隔板是指用于分隔精礦和廢石的檔板，分離隔板距離是指分離隔板與筒體中心線的水平距離。固定磁場強度為200 kA/m、筒體表面線速度1.70 m/s，進行分離隔板距離條件試驗，結果見表3。

表3　分離隔板距離條件試驗結果

表3表明，隨著分離隔板距離的增大，廢石產率逐漸降低，粗精礦鐵品位、磁性鐵品位和TiO2品位不斷下降，粗精礦產率和回收率升高。考慮到拋廢產率和粗精礦磁性鐵、TiO2回收率，選擇分離隔板距離為1 050 mm。

3.1.2筒體表面線速度試驗

固定干式磁選機磁場強度為200 kA/m、分離隔板距離為1 050 mm，進行筒體表面線速度試驗，結果見表4。

表4　筒體表面線速度試驗結果

表4表明，隨著筒體表面線速度的提高，拋出廢石產率增加，粗精礦鐵品位、磁性鐵品位和TiO2品位升高，粗精礦產率和回收率降低。綜合考慮廢石拋除率和鐵回收率，選取筒體表面線速度為1.88 m/s，此時廢石產率31.24%，粗精礦鐵回收率為80.36%。

3.1.3磁場強度試驗

由于CTG1210型干式磁選機為永磁磁選機，磁場強度不可調，因此增加φ500 mm×550 mm干式磁選機調節磁場強度參數。固定分離隔板距離為 1 050 mm、筒體表面線速度為1.88 m/s，進行不同磁場強度的預選拋廢試驗，結果見表5。

表5　磁場強度條件試驗結果

由表5可知，隨著磁場強度的提高，粗精礦產率不斷升高，鐵品位、磁性鐵品位和TiO2品位降低，回收率升高。考慮到拋廢廢石產率和鐵的回收率，選擇磁場強度為200 kA/m。此時廢石產率31.24%，粗精礦鐵回收率為80.36%，預選設備選用CTG1210型永磁干式磁選機。

3.2預選粗精礦選鐵試驗

將在最佳工藝參數下獲得的預選粗精礦破碎至-2 mm進行1粗1精弱磁選選鐵試驗，試驗流程見圖1。

3.2.1磨礦細度試驗

將預選粗精礦經SMQ-240 mm×90 mm錐形球磨機磨至不同細度后，采用φ400 mm×300 mm弱磁筒式磁選機進行1粗1精弱磁選選鐵。粗、精選磁場強度分別為144，128 kA/m，試驗結果見表6。

表6表明，磨礦細度的變化對選別指標影響較大。鐵精礦品位隨磨礦細度的增大不斷提高，鐵和TiO2回收率逐漸下降。磨礦細度 -0.076 mm含量超過60%時，鐵精礦品位上升和鐵回收率下降均趨于平緩。因此，選擇磨礦細度為-0.076 mm占60%。

圖1　弱磁選選鐵試驗流程

表6不同磨礦細度試驗結果

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3.2.2不同磁場強度試驗

固定磨礦細度為-0.076 mm 60%，進行粗選和精選磁場強度條件試驗，結果見表7。

表7　弱磁磁場強度試驗結果

表7表明，粗、精選的磁場強度變化對選別指標影響較小。鐵精礦回收率隨磁場強度提高略有上升。綜合考慮鐵精礦品位和回收率，選擇弱磁粗選、精選磁場強度分別為160和144 kA/m。

4全流程試驗

在條件試驗確定的最佳工藝參數基礎上進行預選干拋粗精礦—1粗1精弱磁選全流程試驗。試驗結果見表8。

表8預選粗精礦—1粗1精弱磁選試驗結果

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5結論

(1)云南某低品位鈦鐵礦石，鐵品位為19.74%，TiO2品位為7.07%，主要有用礦物為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、赤(褐)鐵礦等，脈石主要呈閃石—輝石型。原選礦工藝流程存在預選拋廢效果差(鐵品位提高1～2個百分點)、最終鐵精礦品位僅57%左右，需對選礦流程技術參數進行改進。

(2)在分析礦石性質的基礎上，采用CTG1210型永磁干式磁選機代替原磁滾筒對-50 mm中碎產品進行預選拋廢，預選粗精礦進行1粗1精弱磁選選鐵，并通過條件試驗確定了預選拋廢和1粗1精弱磁選的最佳工藝參數分別為：分離隔板距離為 1 050 mm、筒體表面線速度為1.88 m/s、磁場強度為200 kA/m，磨礦細度-0.076 mm 60%、粗選磁場強度為160 kA/m、精選磁場強度為144 kA/m。

(3)全流程試驗最終可獲產率11.20%、鐵品位61.71%、磁性鐵品位58.53%、TiO2品位5.22%的鐵精礦，全鐵回收率為35.13%，磁性鐵回收率為90.61%，磁性鐵礦物得到較好的回收效果。同時可拋除產率為31.35%的廢石，預選粗精礦鐵品位為23.02%，提高了3.28個百分點，拋廢效果顯著。選鐵尾礦TiO2品位為8.91%，可進一步進行鈦礦物的回收。

參考文獻

[1]吳雪紅.攀西某超細粒級鈦鐵礦選礦試驗[J].金屬礦山，2015(7)：56-59.

[2]陳凱達.低品位鈦鐵礦綜合利用研究[D].長沙：中南大學，2013.

[3]王延鵬.河北某釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦預選工藝試驗[J].現代礦業，2012(7)：95-97.

(收稿日期2015-08-25)

祝強(1984—)，男，助理工程師，661500 云南省紅河州蒙自市民安路3號。