某低品位釩鈦磁鐵礦鈦資源回收利用技術(shù)研究及應(yīng)用

布存波 楊小龍 薛忠言

（重鋼西昌礦業(yè)有限公司）

重鋼西昌礦業(yè)有限公司低品位釩鈦磁鐵礦綜合利用項(xiàng)目（一期）2014 年建成投產(chǎn)，主要處理全鐵品位13%～20%的表外礦、極貧礦，年處理量200 萬(wàn)t，生產(chǎn)的弱磁粗精礦供選礦車(chē)間回收利用，粗粒磁選尾礦由于全鐵品位比較低，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)制砂工藝生產(chǎn)副產(chǎn)品建筑砂。該項(xiàng)目主要回收了釩鈦磁鐵礦，但尾礦中的鈦資源未被有效回收利用［1］。粗粒磁選尾礦中的二氧化鈦品位達(dá)5%，具有很高的回收利用價(jià)值，為此，針對(duì)該礦品位及粒度組成情況，進(jìn)行了低品位鈦鐵礦回收利用試驗(yàn)研究，旨在提高低品位釩鈦磁鐵礦資源的綜合利用率，促進(jìn)礦山綠色發(fā)展。

1 原礦性質(zhì)

試驗(yàn)原料取自重鋼西昌礦業(yè)有限公司低品位釩鈦磁鐵礦綜合利用項(xiàng)目（一期）的濕式粗粒磁選尾礦，原料粒度組成及品位分布結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1 可知，原料全鐵品位8.00%，TiO2品位5.32%，鐵資源沒(méi)有回收價(jià)值，鈦資源有一定的回收價(jià)值；原料+1 mm 粒級(jí)占比30.12%，+1 mm 粒級(jí)TiO2品位相對(duì)較低；-1 mm 粒級(jí)TiO2分布率為80.16%，-1 mm粒級(jí)TiO2品位均大于5.32%。

?

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)工藝流程

參考重鋼西昌礦業(yè)有限公司選礦車(chē)間全粒級(jí)鈦鐵礦磁選、浮選工藝流程及工藝參數(shù)［2］，工藝流程采用濕式粗粒磁選尾礦分級(jí)—一段強(qiáng)磁選—磨礦弱磁除鐵—二段強(qiáng)磁選—浮硫—浮鈦（1 粗4 精），試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

2.2 原料分級(jí)

根據(jù)原料粒度組成及TiO2品位分布特點(diǎn)，原料-1 mm粒級(jí)是鈦資源回收的主要物料，考慮到實(shí)際生產(chǎn)中篩分效率達(dá)不到100%，原料用1.6 mm 篩分級(jí)，篩下物料進(jìn)行一段強(qiáng)磁選。

2.3 一段強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

高梯度強(qiáng)磁選可以有效提高鈦鐵礦品位，拋除大量脈石［3］。一段強(qiáng)磁選設(shè)備采用濕式脈動(dòng)立環(huán)高梯度磁選機(jī)，對(duì)分級(jí)篩下物料進(jìn)行一段強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

?

由表2 可知，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，精礦產(chǎn)率、TiO2回收率升高，精礦TiO2品位降低；當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度由411.48 kA/m 增加到814.19 kA/m 時(shí)，精礦TiO2回收率由70.19%提高到83.66%，尾礦TiO2品位變化很小；為了保證后續(xù)TiO2回收率，一段強(qiáng)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇814.19 kA/m，此時(shí)，可獲得TiO2品位9.38%、TiO2回收率83.66%的一段強(qiáng)磁精礦，強(qiáng)磁尾礦TiO2品位控制在2.00%。

2.4 磨礦弱磁除鐵試驗(yàn)

由于原料含有部分鈦磁鐵礦且粒度粗，鈦磁鐵礦會(huì)對(duì)鈦鐵礦浮選產(chǎn)生影響［4］，為有效回收原料中的鈦資源，參考重鋼西昌礦業(yè)有限公司選礦車(chē)間鈦鐵礦浮選工藝參數(shù)［2］，在磨礦細(xì)度-0.074 mm60%、除鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度95.54 kA/m的條件下，對(duì)一段強(qiáng)磁精礦篩分后的產(chǎn)品進(jìn)行磨礦弱磁除鐵試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

?

由表3可知，一段強(qiáng)磁精礦通過(guò)磨礦弱磁除鐵可得到TiO2品位9.21%、TiO2回收率93.81%的磨礦除鐵精礦。

2.5 二段強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

一段強(qiáng)磁精礦經(jīng)弱磁選除鐵后獲得的精礦TiO2品位為9.21%，還需進(jìn)行強(qiáng)磁富集，對(duì)弱磁除鐵尾礦進(jìn)行二段強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4 可知，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的升高，二段強(qiáng)磁精礦TiO2品位降低，TiO2回收率增加；為兼顧品位及回收率，二段強(qiáng)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇697.77 kA/m，此時(shí)，二段強(qiáng)磁精礦TiO2品位20.02%，TiO2回收率79.80%。

?

2.6 浮選試驗(yàn)

參考重鋼西昌礦業(yè)有限公司選礦車(chē)間鈦鐵礦浮選工藝流程及參數(shù)［2］采用1 次浮硫、1 粗4 精浮鈦流程，黃藥為浮硫捕收劑，2#油為浮硫起泡劑，硫酸為浮硫、浮鈦調(diào)整劑［5］，R-2 為浮鈦捕收劑，柴油為浮鈦輔助捕收劑，進(jìn)行浮選開(kāi)路試驗(yàn)。試驗(yàn)藥劑制度見(jiàn)表5，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

?

由表6 可知，二段強(qiáng)磁精礦經(jīng)1 次浮硫、1 粗4 精浮鈦開(kāi)路試驗(yàn)流程，獲得了TiO2品位47.26%、TiO2回收率35.59%的鈦精礦，選別指標(biāo)較好。

2.7 全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)原料進(jìn)行分級(jí)—一段強(qiáng)磁選—磨礦弱磁除鐵—二段強(qiáng)磁選—浮硫—浮鈦（1 粗4 精）全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

由表7 可知，原礦全流程試驗(yàn)可獲得TiO2品位47.26%、TiO2回收率19.34%的鈦精礦；試驗(yàn)取得了較好的選別指標(biāo)，可進(jìn)行工業(yè)推廣運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)低品位釩鈦磁鐵礦中鈦資源的高效回收。

?

3 工業(yè)應(yīng)用

為有效提高釩鈦磁鐵礦資源的綜合利用效率，重鋼西昌礦業(yè)有限公司根據(jù)上述研究結(jié)果，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況，在低品位釩鈦磁鐵礦綜合利用項(xiàng)目（一期）濕式粗粒磁選尾礦后增設(shè)2 mm直線篩分級(jí)，篩下物料通過(guò)強(qiáng)磁選工藝回收一段強(qiáng)磁精礦，一段強(qiáng)磁精礦輸送至選礦車(chē)間現(xiàn)有選鈦系統(tǒng)通過(guò)磨礦弱磁除鐵、強(qiáng)磁選、浮選工序回收鈦精礦，2021年5月調(diào)試整改完成正式投入生產(chǎn)，工業(yè)應(yīng)用結(jié)果見(jiàn)表8。

?

由表8 可知，2021 年6 月至2022 年5 月，一段強(qiáng)磁精礦回收量290 550 t，TiO2平均品位11.31%，高于選礦車(chē)間選鈦入選原料質(zhì)量要求，鈦精礦利潤(rùn)按1 083 元/t 計(jì)算，低品位釩鈦磁鐵礦鈦資源回收利用每年可增加利潤(rùn)3 146 萬(wàn)元。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）某低品位釩鈦磁鐵礦濕式磁選后的粗粒磁選尾礦中全鐵品位8.00%、TiO2品位5.32%，鐵資源沒(méi)有回收價(jià)值。TiO2主要分布在1 mm 粒級(jí)以下，-1 mm 粒級(jí)TiO2品位均大于5.32%，TiO2分布率為80.16%，鈦資源有一定的回收價(jià)值。

（2）原礦通過(guò)分級(jí)—一段強(qiáng)磁選—磨礦弱磁除鐵—二段強(qiáng)磁選—浮選工藝，可得到TiO2品位47.26%、TiO2回收率19.34%的鈦精礦，試驗(yàn)取得了較好的選別指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了低品位釩鈦磁鐵礦中鈦資源的綜合利用，提升了資源保障能力。

（3）通過(guò)工業(yè)實(shí)踐應(yīng)用可知，重鋼西昌礦業(yè)有限公司2021 年6 月至2022 年5 月一段強(qiáng)磁精礦鈦精礦回收量為290 550 t，TiO2平均品位為11.31%，高于選礦車(chē)間選鈦入選原料質(zhì)量要求，每年可增加利潤(rùn)3 146 萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。