新疆某低品位釩鈦磁鐵礦選礦試驗(yàn)研究

王 勇

（攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司設(shè)計(jì)研究院，四川 攀枝花 617000）

1 引言

新疆地區(qū)某釩鈦磁鐵礦的品位較低，屬低品位釩鈦磁鐵礦，具有較大儲(chǔ)量。為合理利用該資源，對(duì)該礦石進(jìn)行了詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究，查明了該礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，以及礦物嵌布特征，在此基礎(chǔ)上對(duì)該礦石進(jìn)行了充分的選礦條件試驗(yàn)、工藝流程試驗(yàn)，確定了合理的選別工藝，即預(yù)選拋尾－兩段階磨階選工藝，通過(guò)該工藝試驗(yàn)得到了精礦TFe品位59.36%的較好選別指標(biāo)，表明該低品位釩鈦磁鐵礦具有一定的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

2 礦石性質(zhì)

2.1 工藝礦物學(xué)特性

2.1.1 礦物組成

經(jīng)鏡下鑒定，該礦礦物組成簡(jiǎn)單，主要為鈦磁鐵礦、硫化物、脈石，沒(méi)見(jiàn)單獨(dú)的鈦鐵礦物，原礦主要礦物含量見(jiàn)表1。

表1 原礦主要礦物含量

2.1.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造和嵌布特征

鈦磁鐵礦多為它形粒狀為主，物料組成懸殊，嵌布粒度較粗的達(dá)1.5mm以上，無(wú)論粗細(xì)，都有一定程度的綠泥石化現(xiàn)象（見(jiàn)圖1、圖2），鈦磁鐵礦雜質(zhì)含量較多，麻面現(xiàn)象較嚴(yán)重（見(jiàn)圖2、圖3）。

圖1 中度綠泥石化的鈦磁鐵礦（灰白色）與脈石（灰色）、硫化物（黃白色）連生關(guān)系

圖2 麻面現(xiàn)象較嚴(yán)重的鈦磁鐵礦（灰白色）與硫化物（黃白色）的富連生體

硫化物顆粒較細(xì)，一般在10～50μm之間，以磁黃鐵礦與黃鐵礦為主，與脈石、鈦磁鐵礦都有連生。

脈石嵌布粒度較粗，粗的達(dá)2mm以上，呈它形與其他礦物連生，主要是與鈦磁鐵礦連生。

圖3 被包圍的鈦磁鐵礦（灰白色）被部分綠泥石化

圖4 它形粒狀的硫化物（黃白色）嵌布在脈石中

2.2 化學(xué)多元素分析

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果（%）

由表2分析結(jié)果并結(jié)合工藝礦物學(xué)分析可知，該礦石品位較低，屬于低品位釩鈦磁鐵礦，主要有用礦物為磁鐵礦，磁性鐵含量為7.64%。由TFe／FeO＝1.52可知該礦屬于原生釩鈦磁鐵礦，易磁選［1］。主要脈石礦物為石英，含量為36.91%，礦物組成中不可利用的硅酸鐵含量較高，化學(xué)組成中三氧化二鋁含量較高，說(shuō)明部分鐵主要以綠泥石形式存在，影響礦石可選性，尤其是對(duì)尾礦品位和金屬回收率造成的影響較大。

2.3 礦石相對(duì)可磨度測(cè)定

取2～0mm的選礦綜合實(shí)驗(yàn)樣縮分后取500g，利用試驗(yàn)室XMQ－Φ240×90mm錐形球磨機(jī)進(jìn)行磨礦試驗(yàn)，磨礦時(shí)間間隔3min，取樣測(cè)磨礦粒度（－200目%），標(biāo)準(zhǔn)樣為攀枝花密地選礦廠入選鐵礦石，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 試驗(yàn)鐵礦石相對(duì)可磨礦度曲線

由圖5可見(jiàn)，與攀枝花磁鐵礦石相比，該礦石易磨。在磨礦初期－200目含量增長(zhǎng)較快，在磨礦6min時(shí)粒度達(dá)到67.90%，此后磨礦粒度增長(zhǎng)速度逐漸變緩，磨礦12min時(shí)粒度達(dá)到88.90%，磨礦15min時(shí)粒度達(dá)到96.90%。

2 選礦工藝試驗(yàn)研究

根據(jù)礦石工藝礦物學(xué)及物質(zhì)組成特性，礦石為低品位釩鈦磁鐵礦，采用粗粒預(yù)先磁選，提前拋出低品位巖石，提高入磨入選品位，降低選礦成本。該礦以磁鐵礦為主，采用單一磁選工藝處理。礦石鐵礦物嵌布粒度粗細(xì)不均勻，適于采用階段磨礦階段選別流程。綜上分析，確定采用階段磨礦、單一磁選工藝處理該礦石，圍繞預(yù)選拋尾及階段磨礦、單一磁選工藝進(jìn)行條件試驗(yàn)、工藝流程試驗(yàn)研究。

3.1 預(yù)選拋尾試驗(yàn)

將原礦直接在弱磁選機(jī)上進(jìn)行預(yù)選拋尾，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.2T，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3可知，原礦直接進(jìn)行預(yù)選拋尾，品位提高15.52個(gè)百分點(diǎn)，粗精礦品位29.26%，粗粒尾礦產(chǎn)率72.10%，品位7.73%。粗粒尾礦主要是原生礦泥和巖石，可直接排至尾礦庫(kù)。與原礦直接入磨入選相比，通過(guò)預(yù)磁選，可以減少72.10%的入磨量，大大減少了后續(xù)磨礦作業(yè)能耗和選別作業(yè)成本。

表3 原礦預(yù)選拋尾試驗(yàn)結(jié)果（%）

3.2 選別工藝流程試驗(yàn)

為合理利用該低品位釩鈦磁鐵礦，減少金屬流失，在提質(zhì)的同時(shí)應(yīng)盡可能地提高金屬回收率，以此為宗旨進(jìn)行選礦工藝研究。試驗(yàn)礦樣為原礦經(jīng)預(yù)選拋尾后得到的粗精礦。

3.2.1 磁選管試驗(yàn)

利用試驗(yàn)室XMQ－Φ240×90mm球磨機(jī)將粗精礦濕磨至不同粒度，在磁場(chǎng)強(qiáng)度0.12T條件下進(jìn)行磁選管試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 粗精礦不同磨礦粒度磁選管試驗(yàn)結(jié)果

由表4可見(jiàn)，隨著磨礦細(xì)度增加，磁選精礦品位逐漸升高，磨礦粒度由－200目53.50%提高到96.90%時(shí)，精礦品位由54.20%提高到59.25%；精礦產(chǎn)率由39.43%降至32.00%；尾礦品位均在14%左右。試驗(yàn)結(jié)果表明在粗磨條件下即可拋棄大量較低品位尾礦，為后續(xù)磨選量減少及進(jìn)一步提質(zhì)創(chuàng)造了條件；當(dāng)磨礦粒度達(dá)到－200目96%以上時(shí)精礦品位才達(dá)到59%以上，可見(jiàn)該礦要得出理想的選別指標(biāo)必須細(xì)磨深選。

3.2.2 階磨階選試驗(yàn)

將粗精礦進(jìn)行兩段階磨階選，其中一段磨選的磨礦細(xì)度為50%、磁選背景場(chǎng)強(qiáng)為0.18T，二段磨選的磨礦細(xì)度為97%，二段磁選采用一粗一精，粗選背景場(chǎng)強(qiáng)為1400Oe，精選背景場(chǎng)強(qiáng)為1200Oe，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5，試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖6。

表5 階磨階選試驗(yàn)結(jié)果（%）

由表5可知，粗精礦經(jīng)過(guò)預(yù)選拋尾、兩段階磨階選流程試驗(yàn)可得到產(chǎn)率9.20%、TFe品位59.36%、TFe回收率39.76%的鐵精礦。

圖6 階磨階選數(shù)質(zhì)量流程

對(duì)最終鐵精礦進(jìn)行多元素分析，結(jié)果見(jiàn)表6。

最終鐵精礦多元素分析結(jié)果表明，最終鐵精礦品質(zhì)較好，二氧化硅含量較低，為4.83%，有害的S、P含量均較低。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）試驗(yàn)磁鐵礦石屬于低品位釩鈦磁鐵礦，原礦全鐵品位僅為13.74%，鐵礦物以鈦磁鐵礦為主，且嵌布粒度粗細(xì)不均勻。

（2）預(yù)選試驗(yàn)采用粗粒濕式磁選拋尾，得到產(chǎn)率27.90%、TFe品位29.26%的粗精礦。拋出的粗粒尾礦可直接排至尾礦庫(kù)，粗精礦進(jìn)行磨選提質(zhì)，與原礦直接入磨入選相比，減少了72.10%的入磨量，大大減少了磨礦能耗和選別成本，預(yù)選拋尾是該礦合理利用的必要環(huán)節(jié)。

（3）粗精礦磨選試驗(yàn)采用階磨階選工藝，一次磨礦粒度－200目50%，最終磨礦粒度－200目96%以上的條件下獲得的選別指標(biāo)為:精礦TFe品位59.36%、精礦產(chǎn)率9.20%、金屬回收率39.76%。鐵精礦多元素分析表明，精礦品質(zhì)較好，二氧化硅含量較低，有害元素硫、磷含量也較低。

（4）“預(yù)選拋尾－兩段階磨階選工藝”是處理該低品位釩鈦磁鐵礦合理的選別工藝，可以使該低品位釩鈦磁鐵礦得到高效合理的開(kāi)發(fā)利用，提高了資源利用率。

［1］許 時(shí).礦石可選性研究［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1989:43－44.