安康某釩鈦磁鐵礦工藝礦物學研究及可選性分析

劉福源，劉 毅

(陜西延長石油中陜金屬礦業有限公司，陜西 西安 710000)

陜西安康地區釩鈦磁鐵礦資源豐富，主要分布于石泉兩河--紫陽高橋--嵐皋官元--鎮坪妖魔巖一帶，長約130km，處于中國秦嶺釩鈦磁鐵礦成礦帶的核心部位，成礦帶內已發現礦床（點）十余處，初步查明鈦磁鐵礦石總量為約4億噸，遠景儲量在20億噸以上[1]。由于該釩鈦磁鐵礦鐵品位低，選冶技術研究尚待突破，目前沒有大規模開發利用[2]。本文以安康地區某釩鈦磁鐵礦礦石為研究對象，開展了工藝礦物學研究，查明了礦石的化學成分、礦物組成及主要礦物的產出形式，并對礦石的可選性進行了試驗和分析，研究結果可為該礦的開發利用提供了理論和實踐依據。

1 原礦性質

1.1 礦石的化學成分及礦物組成

對礦石進行多項分析，結果見表1。

表1 礦石的化學多項分析結果

結果表明，礦石主要金屬成分為Fe、Ti和V，其含量分別為TFe21.10%和TiO27.63%，V2O5為0.18%，堿性系數（CaO＋MgO）/(SiO2+Al2O3)=0.24，屬于含硫低品位酸性含鈦磁鐵礦礦石。礦石經鏡下鑒定、X射線衍射分析研究表明，主要金屬礦物是鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，脈石礦物種類繁多（見圖1和表2）。

圖1 礦石中脈石X射線衍射分析圖譜

1.2 主要礦物的產出形式

（1）鈦磁鐵礦。自形、半自形等軸粒狀，呈稀疏～星散浸染狀構造，粒度一般介于0.1mm～0.5mm之間，晶體內部鈦鐵礦微片晶不十分發育。根據掃描電鏡分析（圖2），總體來看，礦石中鈦磁鐵礦（M）呈不規則的云霧狀交代殘余分布在榍石（Le）中（圖1、2），極少構成集合體。

為查明鈦磁鐵礦的化學成分，采用掃描電鏡對其進行了能譜微區成分分析，結果列于表3。

從表3可以看出，礦石中鈦磁鐵礦的化學成分較為穩定，折算平均含鐵58.38%，鈦磁鐵礦含TiO2平均12.34%，由于其內部鈦鐵礦微片晶并不多見，各掃描點均未發現接近鈦鐵礦理論成分的峰值，因此可以認為鈦主要是以類質同像的形式賦存于鈦磁鐵礦中，如采用磁選工藝選鐵，這部分TiO2將隨同鈦磁鐵礦一起進入鐵精礦。

表2 礦物組成及相對含量/%

圖2 鈦磁鐵礦（M）呈不規則的云霧狀交代殘余分布在榍石（Le）中

表3 鈦磁鐵礦能譜微區分析結果

（2）鈦鐵礦。根據掃描電鏡分析（圖3），鈦鐵礦呈自形、半自形板片狀或不規則粒狀，像鈦磁鐵礦一樣，礦石中鈦鐵礦亦多呈浸染狀嵌布在脈石中（圖1、2）。鈦鐵礦的粒度略為細小。除少數粗者可至0.4mm左右外，普遍介于0.04mm～0.3mm之間，蝕變的強度和廣泛程度明顯低于鈦磁鐵礦，大多較為新鮮。

圖3 鈦鐵礦（Il）嵌布在發生較強烈榍石化（Le）的鈦磁鐵礦（M）集合體中

（3）金屬硫化物。金屬硫化物主要是黃鐵礦，偶見黃銅礦和磁黃鐵礦，礦物顆粒較小，自形程度較差，粒度0.03mm～0.15mm不等，常呈不規則的蛇曲狀沿鈦磁鐵礦或鈦鐵礦邊緣及粒間充填，呈包裹狀分布，在部分鈦鐵礦或含鈦磁鐵礦的顆粒中也包裹有黃鐵礦顆粒。

2 可選性分析

根據工藝礦物學研究結果，可選性試驗主要考慮選礦回收礦石中的鐵資源和鈦資源[2]，總體思路同攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦工藝路線相似，采用弱磁選鐵，磁選尾礦再經強磁-重選選鈦工藝試驗[3]。

2.1 選鐵試驗

由于絕大部分鈦磁鐵礦已發生不同程度的蝕變，使礦物粒度細化，經詳細的細度及磁場強度條件試驗后，制定并開展了細磨—選鐵流程（圖4）和粗磨—弱磁選—磁選柱選鐵流程（圖5）試驗。采用流程獲得的鐵精礦品位分別為51.22%和48.76%，品位均太低，參照攀枝花的產品質量標準，鐵精礦品位應達到54%以上，同時也沒有達到目前市場合格精礦品位的要求。

圖4 細磨-選鐵流程數質量流程圖

圖5 粗磨—弱磁選—磁選柱選鐵流程數質量流程圖

2.2 選鈦試驗

圖6 強磁選—搖床選鈦流程數質量流程圖

圖7 強磁選—溜槽—搖床選鈦流程數質量流程圖

為了綜合利用礦石中的鈦鐵礦，首先進行了磨礦—弱磁選—強磁選—搖床選鈦流程試驗，原礦磨細到-200目82%的粒度，在1100奧斯特和900奧斯特的磁場強度條件下，經過一次弱磁粗選和一次弱磁精選，弱磁選尾礦給入濕式高梯度強磁選設備，得到的粗鈦精礦采用搖床進行分選，搖床一次選別得到部分鈦精礦，一段搖床的中礦采用搖床再選，一段搖床精礦和二段搖床再選得到的精礦合并為最終鈦精礦，數質量流程見圖6所示。為了探索進一步提高鈦精礦品位的可能性，在不改變磨礦細度的條件下，進行了磨礦—弱磁選—強磁選—溜槽—搖床流程的試驗，數質量流程見圖7所示。

從選鈦流程試驗可以看出，采用強磁選—搖床流程，得到的弱磁選鐵精礦產率為15.15%，鐵精礦品位為47.19%，鐵精礦中TiO2含量為13.57%，得到的最終鈦精礦產率為5.24%，品位為41.36%；采用強磁選—溜槽—搖床流程，得到的最終鈦精礦產率為3.31%，品位為42.58%，鈦精礦品位提高了1.22%。

3 結論

①工藝礦物學研究表明，礦石具稀疏～星散浸染狀構造，鈦磁鐵礦和鈦鐵礦均已發生較強烈的蝕變，造成粒度變細，與脈石礦物之間的鑲嵌關系更加復雜，即使細磨也很難充分解離，預計通過機械選礦工藝欲獲得較高品位鐵精礦和鈦精礦難度較大。②鈦磁鐵礦平均含鐵58.38%，即為采用單一弱磁選工藝分選礦石中鐵礦物時鐵精礦的理論品位，實際選鐵作業難以實現，選鐵可選性試驗磨礦細度在-400目95%下獲得鐵精礦較高的品位才達到51.22%，以鐵精礦為目標的利用途徑較為困難。③鈦鐵礦晶體粒度較鈦磁鐵礦略為細小，選鈦可選性試驗獲得鈦精礦較高的品位為42.58%，但鈦鐵礦蝕變程度相對較低，提升精礦品位尚有空間，后續拋尾、脫泥及浮選試驗研究是回收鈦和提高鈦精礦品位的努力方向。