攀西某超细粒级钛铁矿选矿试验

吴雪红

(1.攀钢集团矿业有限公司设计研究院，四川攀枝花617063;2.钒钛资源综合利用国家重点实验室，四川攀枝花617063)

攀西地区是全国最大的钛资源基地，钛资源储量占全国已探明钛资源储量的90%以上。20 世纪70年代以来，各大科研院所、大专院校对该地区钛资源开发利用开展了技术攻关，形成了具有自主知识产权的微细粒级钛铁矿回收成套技术［1-4］。

随着矿山深部开采的推进，有用矿物嵌布粒度变细的现象普遍存在，因此须对矿石进行细磨处理，随之而来的是产生大量的－0.038 mm 粒级(现场习惯称超细粒级钛铁矿)［5］，此粒级会恶化浮选作业，因而难以采用目前经典的强磁选+浮选流程回收。为确保产品质量、降低钛生产成本，目前该地区的选钛系统大都将该粒级物料作为矿泥丢弃，造成大量的资源浪费。

不少学者对－0.038 mm 粒级钛铁矿开展过试验研究。由于新型强磁机富集的粗钛铁精矿无法通过浮选获得理想的指标［6-7］，因而本试验将采用高富集比的新型重选设备——悬振锥面选矿机［8-9］对该粒级试样进行预富集，然后再进行浮选，探索适合该试样的高效回收新工艺。

1 试样的性质

试验所用物料为攀西某选钛厂的脱泥产品，－0.038 mm占95%，主要矿物组成见表1，主要化学成分分析结果见表2，钛物相分析结果见表3。

从表1 可知:试样中的主要含钛矿物为钛铁矿，占矿物总量的14.86%，其次是钛磁铁矿，占矿物总量的1.57%;脉石矿物主要为中－拉长石和辉石，其次是绿泥石和角闪石。

表1 试样主要矿物组成及含量Table 1 Main minerals and composition of the sample%

表2 试样主要化学成分分析结果Table 2 Main chemical composition analysis result of the sample %

表3 试样钛物相分析结果Table 3 Titanium phase analysis results of the sample%

从表2 可知:试样中TiO2含量为8.80%、TFe 含量为14.06%、MFe 含量为0.43%，磁性铁含量较低;试样中硅、铝、镁、钙氧化物含量较高，有害元素硫含量偏高。

从表3 可知:试样中的钛主要以钛铁矿形式存在，占总钛的80.91%;钛磁铁矿中的钛很少，仅占总钛的1.70%;以硅酸盐形式存在的钛占总钛的17.39%，不是试验回收的对象。

2 试验结果与分析

2.1 悬振锥面选矿机重选条件试验

试验设备为云南德商矿业有限公司生产的LXZ－1200A 型悬振锥面选矿机。试验流程见图1。

图1 重选试验流程Fig.1 Test process of the hanging vibration cone concentrator

2.1.1 给矿浓度试验

给矿浓度试验的盘面回转振动频率为310次/min，盘面转速为0.64 r/min，试验结果见图2。

图2 给矿浓度对选矿指标的影响Fig.2 Effect of feed concentration on mineral processing indexes

从图2 可知，随着给矿浓度的提高，重选精矿TiO2品位下降、回收率上升。综合考虑，确定给矿浓度为20%。

2.1.2 盘面转速试验

盘面转速试验的给矿浓度为20%，盘面回转振动频率为310 次/min，试验结果见图3。

图3 盘面转动速度对选矿指标的影响Fig.3 Effect of wheel＇s rotation rate on mineral processing indexes

从图3 可知，随着盘面转速的提高，重选精矿TiO2品位下降、回收率上升。综合考虑，确定盘面转速为0.64 r/min。

2.1.3 盘面回转振动频率试验

盘面回转振动频率试验的给矿浓度为20%，盘面转速为0.64 r/min，试验结果见图4。

从图4 可知，随着盘面回转振动频率的提高，重选精矿TiO2品位上升、回收率下降。综合考虑，确定盘面回转振动频率为310 次/min，对应的精矿TiO2品位为21.45%、回收率34.56%。

2.2 浮选条件试验

图4 盘面回转振动频率对选矿指标的影响Fig.4 Effect of wheel＇s vibration frequency on mineral processing indexes

悬振锥面选矿机的重选精矿经1 次脱硫浮选、1次浮钛粗选获得钛粗精矿。脱硫时矿浆调整剂硫酸对试样的用量为220.13 g/t、捕收剂丁基黄药为58.71 g/t、2#油为8.82 g/t，脱硫产品的TiO2品位为22.28%、作业回收率为92.92%。

2.2.1 钛浮选硫酸用量试验

钛浮选调整剂硫酸用量试验的捕收剂MOH 相对脱硫产品的用量为2 000 g/t，试验结果见图5。

图5 硫酸用量试验结果Fig.5 Test results on dosage of sulfuric acid

从图5 可知，随着硫酸用量的增加，钛浮选粗精矿TiO2品位上升、回收率下降。综合考虑，确定钛粗选硫酸相对脱硫产品的用量为1 500 g/t。

2.2.2 钛浮选MOH 用量试验

MOH 用量试验的硫酸相对脱硫产品的用量为1 500 g/t，试验结果见图6。

图6 MOH 用量条件试验结果Fig.6 Test results on dosage of MOH

从图6 可知，随着MOH 用量的增加，钛粗精矿TiO2品位下降、回收率上升。综合考虑，确定钛粗选MOH 相对脱硫产品的用量为2 000 g/t。

2.3 全流程闭路试验

在条件试验和开路试验基础上进行了全流程闭路试验，试验流程见图7，试验结果见表4。

图7 闭路试验流程Fig.7 Flowsheet of closed-circuit process

表4 闭路试验结果Table 4 Results of closed-circuit experiment %

从表4 可知，采用图7 所示的流程处理试样，取得TiO2品位为47.01%、回收率为28.58% 的钛精矿。

3 结 语

(1)攀西某选钛厂的脱泥产品－0.038 mm 占95%、TiO2含量为8.80%、有害元素硫含量为0.62%，脉石矿物主要为中－拉长石和辉石，其次是绿泥石和角闪石，主要含钛矿物为钛铁矿，其中的钛占总钛的80.91%，以硅酸盐形式存在的钛占总钛的17.39%，不是试验回收的对象。

(2)试样采用1 次粗选、中矿再选的重选流程预富集钛，重选精矿1 段浮选脱硫，脱硫产品1 粗3 精1扫、中矿顺序返回浮选流程选钛，最终获得了TiO2品位为47.01%、回收率为28.58%的钛精矿。

［1］ 陈正学，张 卫.攀枝花细粒钛铁矿选矿工艺研究［J］. 矿冶工程，1996(6):37-39.

Chen Zhengxue，Zhang Wei.Mineral processing technology for Panzhihua Mine＇s fine ilmenite:a study［J］. Mining and Metallurgical Engineering，1996(6):37-39.

［2］ 周建国，王洪彬，曾礼国.攀枝花微细粒级钛铁矿的回收［J］. 广州有色金属学报，2006(1):1-4.

Zhou Jianguo，Wang Hongbin，Zeng Liguo. The recovery of the fine particle ilmenite in Panzhihua［J］.Guangzhou Journal of Nonferrous Metals，2006(1):1-4.

［3］ 周友斌.攀枝花细粒钛铁矿浮选工艺在生产中应用探讨［J］.金属矿山，2000(1):32-36.

Zhou Youbin. Exploration on the industrial application of the flotation technology for recovering Panzhihua fine ilmenite［J］. Metal Mine，2000(1):32-36.

［4］ 刘胜华.攀钢选钛厂微细粒钛铁矿浮选工艺技术研究与发展探讨［J］.矿产综合利用，2011(6):26-29.

Liu Shenghua.Optimization of the fine ilmenite flotation technology by titanium concentrator of Panzhihua Steel［J］. Multipurpose Utilization of Mineral Resources，2011(6):26-29.

［5］ 傅文章，张 渊，洪秉信，等. 攀枝花微细粒级钛铁矿选矿试验研究［J］.金属矿山，2000(2):39-42.

Fu Wenzhang，Zhang Yuan，Hong Bingxin，et al. Experimental research of the separation of Panzhihua sub fine ilmenite［J］. Metal Mine，2000(2):39-42.

［6］ 张元军，熊大和.SLon 磁选机分选超细粒级钛铁矿的试验研究［J］.江西理工大学学报，2009(10):18-20.

Zhang Yuanjun，Xiong Dahe. Research on the tiny particle ilmenite experiment by SLon magnetic separator［J］. Journal of Jiangxi University of Science and Technology，2009(10):18-20.

［7］ 曹玉川，黄光耀，刘 星. －38 μm 粒级钛铁矿高效回收试验研究［J］.矿冶工程，2012(8):48-50.

Cao Yuchuan，Huang Guangyao，Liu Xing. Study on high-efficiency recovery of ultrafine ilmenite(-38 μm)［J］. Mining and Metallurgical Engineering，2012(8):48-50.

［8］ 秦广林，王灿霞，杨 波.悬振锥面选矿机处理华锡长坡选厂细泥锡尾矿试验研究［J］.矿冶，2011(6):34-36.

Qin Guanglin，Wang Canxia，Yang Bo.Test research on fine slime tin tailing of Changpo Plant China tin group with using hang and vibrate of cone concentrator［J］.Mining and Metallurgy，2011(6):34-36.

［9］ 杨 波，肖日鹏，刘 杰，等. 悬振锥面选矿机回收细粒锡石试验研究［J］.矿冶，2014(2):73-76.

Yang Bo，Xiao Ripeng，Liu Jie，et al. Experimental study on using hvc concentrator to recover fine cassiterite［J］.Mining and Metallurgy，2014(2):73-76.