攀西钒钛磁铁矿细泥中钛铁矿的可选性研究①

安登极

（长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙410012）

目前，攀枝花选钛厂采用强磁选-浮选工艺对钛铁矿进行富集回收，该工艺以立环脉动高梯度磁选机作为粗选设备，普通槽式浮选机作为精选设备［1－2］。生产实践表明，－38 μm 粒级回收效率非常低，且－38 μm粒级进入细粒浮选系统造成现有的细粒选钛生产不顺行，因此，选钛厂通过原矿浓缩、浮选前浓缩等脱泥工艺，尽量把－38 μm 粒级分离出去，以保障选钛作业的正常生产，但却造成选铁、选钛磨矿作业产生的超细粒级钛铁矿直接排入了尾矿库，暂未实现回收，而该部分钛铁矿占原矿的比例较高。因此，要实现攀西钒钛磁铁矿中钛铁矿回收率大幅度提升，必须实现－38 μm粒级钛铁矿的综合回收［3－7］。

1 原料性质

试验原料为选钛厂生产中浮选前的斜板溢流。原料主要化学组成分析结果见表1，其中钛化学物相分析结果见表2。

表1 原料主要化学成分分析结果(质量分数)/%

表2 原料中钛化学物相分析结果

由表1～2 可以看出：①试验原料中可供选矿回收的主要组分是TiO2，钴、镍、钒等其他有价元素均因含量太低，综合利用价值不大。②脉石组分主要是SiO2，次为Al2O3、CaO 和MgO。有害杂质元素磷的含量较低，但硫含量达0.67%，因此选矿过程中需要密切关注钛精矿中的硫含量。③原料中赋存于钛铁矿中的TiO2占92.23%，这即为分选样品中钛矿物时TiO2的最大理论回收率。

综合化学成分特点，可以认为样品中可供选矿回收的主要组分是TiO2，为保证钛精矿的质量，需要选矿脱除的主要有害杂质元素是硫。

采用MLA 对样品中主要矿物含量进行了测定，结果列于表3。

表3 原料中主要矿物含量(质量分数)/%

原料中组成矿物种类较多，钛矿物以钛铁矿为主，次为钙钛矿和榍石；其它金属矿物包括磁黄铁矿和少量钛磁铁矿及褐铁矿，偶见黄铜矿和钴镍硫化物；脉石矿物主要为钛辉石、钛闪石、绿泥石和斜长石，其他微量矿物尚见黑云母、方解石、白云石、菱铁矿、蛇纹石、石英、绢云母、钛铁晶石、镁铝尖晶石、绿帘石和磷灰石等。

钛铁矿是富集回收TiO2的主要目的矿物。大多为形态较为规则的自形、半自形粒状，少数则为极微细的板片状，内部普遍较为洁净，晶体粒度整体略为细小，但相对较为均匀，一般变化于0.01 ～0.04 mm 之间。样品中少数钛铁矿亦已发生不同程度的榍石化，通常是微细的榍石沿钛铁矿边缘或裂隙充填交代，随着交代程度增强，颗粒中钛铁矿不仅体积含量逐渐减少，而且粒度亦有变细的趋势，局部甚至呈细小的交代残余与榍石交生以致形成极为复杂的镶嵌关系。

对原料进行了粒度组成和钛金属分布率测定，结果列于表4。

表4 原料粒度组成及钛金属粒级分布测定结果

从表4 可知，原料中钛铁矿的粒度非常细，且粒度越细TiO2品位越高。

2 预富集试验

采用立环高梯度磁选、ZH 平环强磁选和离心重选分别对钛铁矿浮选给矿进行预富集对比试验研究，三种工艺最佳工艺条件下的指标对比如表5 所示。其中ZH 强磁选的最佳试验条件为：给矿浓度30%，清洗水压0.05 MPa，磁介质间隙1 mm，磁场强度640 kA／m；离心选矿的最佳试验条件为：给矿浓度20%，处理量40 kg／h，转速20 r／min；立环高梯度磁选的最佳试验条件为：给矿浓度30%，清洗水压0.20 MPa，转速2 r／min，脉冲200 次／min，磁场强度320 kA／m。

表5 预富集对比试验结果

3 种不同预富集工艺都能实现对原料的富集作用，有效分选出脉石及杂质，其中以ZH 强磁选工艺选矿效率值最高，离心选矿次之。

3 浮选条件试验

以ZH 强磁选获得的预富集精矿为给矿进行浮选研究，分别进行了硫酸用量、调整剂CC 用量、捕收剂用量条件试验，结果分别见表6～8。

表6 浮选硫酸用量试验结果

续表6

表7 浮选调整剂CC 用量试验结果

表8 浮选捕收剂用量试验结果

从表6～8 可知，最佳药剂用量为：硫酸2 000 g／t、调整剂CC 500 g／t、捕收剂2 000 g／t。此时获得的最终钛精矿TiO2品位47.38%、回收率50.08%。

4 浮选脱泥-浮选选钛试验

进行了浮选脱泥-浮选选钛闭路试验，结果见图1。

图1 浮选脱泥-浮选选钛试验结果

从图1 可知，将生产中的浮选前溢流进行单独处理，采用浮选脱泥-浮选选钛，在合适的工艺流程及药剂制度下可以获得合格的钛精矿产品，精矿TiO2品位47.66%、回收率51.44%。

5 预富集脱泥-浮选选钛试验

图2 ZH 强磁脱泥-浮选选钛试验结果

原料先通过ZH 强磁选预富集工艺进行脱泥，预富集精矿进行浮选选钛闭路试验，结果见图2。从图2 可知，选钛厂浮选前溢流采用ZH 强磁选脱泥-浮选选钛流程，在合适的工艺流程及药剂制度下可以获得合格的钛精矿产品，精矿TiO2品位48.18%、回收率72.43%。

6 分析讨论

分别对ZH强磁选给矿、精矿和尾矿进行了粒度筛析以及钛金属分布率测定，并计算得出粒级产率和粒级回收率，结果如表9 所示。从表9 可知，浮选前溢流采用ZH 强磁选工艺预富集，各个粒级回收率都大于90%，－0.019 mm 粒级回收率最低，＋0.038 mm 粒级回收率最高，－0.038＋0.025 mm 粒级回收率次之。

表9 ZH 强磁选各产品钛金属各粒级回收率效果分析

7 结 论

采用ZH 强磁选预富集工艺处理选钛厂浮选前斜板溢流，可以有效脱除干扰浮选的泥及脉石矿物。ZH强磁选预富集精矿再浮选选钛，最终可以获得精矿TiO2品位48.18%、回收率72.43%。较原料浮选脱泥-浮选选钛流程获得的精矿品位和回收率都高，有利于防止矿泥对浮选作业的干扰。