某深部釩鈦磁鐵礦選鐵工藝流程探討*

何 劍 楊曉軍 毛素榮

(四川省地礦局成都綜合巖礦測試中心)

某深部釩鈦磁鐵礦選鐵工藝流程探討*

何 劍 楊曉軍 毛素榮

(四川省地礦局成都綜合巖礦測試中心)

某深部低品位釩鈦磁鐵礦鐵品位21.98%，TiO2品位為5.10%，鐵主要以鈦磁鐵礦的形式存在，占總鐵的65.92%，脈石礦物主要以橄欖石、普通輝石、中-拉長石、角閃石為主。為合理開發(fā)利用該鈦、鐵資源，提出了階段磨礦—弱磁選、干式粗粒拋尾—磨礦—磁選和濕式拋尾—磨礦—弱磁選3種工藝方案進行選礦試驗。結果表明，濕式拋尾—磨礦—弱磁選選鐵工藝流程最終可獲得產率23.87%、TFe品位56.43%、回收率62.81%的鐵精礦，含TiO27.85%，指標良好。不但提高了后續(xù)磨選作業(yè)的入選品位，而且大大降低了磨礦成本，經濟適用性較好，為后續(xù)選鈦提供了條件。

釩鈦磁鐵礦 磁選 拋尾

某深部釩鈦磁鐵礦礦區(qū)賦礦巖體巖石類型自上而下是由輝長巖、含橄輝長巖、橄欖輝長巖組合的基性—超基性巖體，具明顯的相帶特征。組成各個巖相帶的巖石自上而下巖性逐漸過渡，因而表現出明顯的韻律式變化，即自上而下巖石基性程度和含礦性逐漸增加。該深部釩鈦磁鐵礦主要金屬礦物為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，其他含鐵礦物還有黃鐵礦、磁黃鐵礦以及脈石礦物中的輝石、橄欖石、中—拉長石等。

對該深部釩鈦磁鐵礦礦石分別采用階磨階選、干式粗粒拋尾—磁選和濕式拋尾—弱磁選3種工藝方案進行選鐵試驗，并根據試驗結果確定最優(yōu)的選鐵工藝流程，選鈦流程另作論述。

1 礦石性質

1.1 礦石組成

礦石化學多元素分析結果見表1，鐵、鈦物相分析結果分別見表2、表3。

表1 礦石化學多元素分析結果 %

表1、表2和表3表明，該釩鈦磁鐵礦鐵品位為21.98%，鈦品位為5.10%，鐵、鈦是主要有價元素；65.92%的鐵和53.22%的TiO2都以鈦磁鐵礦的形式存在，因此鈦磁鐵礦是試驗要回收的主要目的礦物。

表2 鐵物相分析結果 %

表3 原礦鈦物相分析結果 %

1.2 嵌布特征

鈦磁鐵礦是重要的含鐵礦物，也是鈦、釩、鉻、錳、鎵、鈷等元素的主要載體礦物。礦石中鈦磁鐵礦由固溶體分解形成，固溶體中含量較多的溶劑組分所形成的礦物為主礦物(主晶)，即磁鐵礦；含量較少的溶質組分形成的礦物為客晶礦物(客晶)，即鈦鐵晶石、鈦鐵礦、鎂鋁尖晶石。鈦磁鐵礦是由主晶磁鐵礦和客晶鈦鐵晶石、鈦鐵礦和鎂鋁尖晶石組成的復合礦物，呈他形晶粒狀以單體和集合體形式與粒狀鈦鐵礦密切共生，充填于早期結晶的脈石礦物間隙中，粒度較粗，接觸界線平坦易于解離，是鈦鐵精礦的主要回收對象。鈦磁鐵礦呈自形—半自形晶粒狀包含于脈石礦物中，粒度細含量少，與脈石不易解離。

鈦鐵礦(FeO·TiO2)是鈦磁鐵礦固溶體分離的客晶礦物，呈板狀、片晶狀，以顯微片晶為主。顯微片晶沿磁鐵礦{100}和{111}晶面呈兩組或三組均勻規(guī)律分布，構成格子狀、網格狀、平行四邊或三角形架狀連晶。板狀片晶較寬者可大于0.05 mm，比較少見。在鈦鐵礦片晶中常包有塵點狀或三角狀的尖晶石垂直于片晶邊緣排列，片晶寬度一般為0.01～0.02 mm。鈦鐵礦片晶的大小與礦石類型有關，稀疏浸染狀礦石以片晶狀為主，中等浸染狀礦石以顯微片晶、蠕蟲狀為主。

脈石礦物以橄欖石、普通輝石、中-拉長石、角閃石為主，還有少量至微量的方解石、石英、云母、磷灰石等，結晶程度好，多為半自形—自形晶，少數為他形晶，呈單體或集合體形式出現，粒度較大，一般為1～5 mm。

2 試驗結果與討論

根據礦石性質，分別采用階段磨礦—弱磁選、干式粗粒拋尾—磨礦—1粗1精1掃弱磁選和濕式拋尾—磨礦—弱磁選3種工藝方案進行選鐵試驗，以確定最優(yōu)的選鐵工藝流程。

2.1 階段磨礦—弱磁選試驗

階段磨礦—弱磁選試驗控制磨礦濃度62.50%，流程見圖1，結果見表4。

圖1 階段磨礦—弱磁選試驗流程

表4 階段磨礦—弱磁選試驗結果 %

產品產率品位TFeTiO2回收率TFeTiO2鐵精礦23.4356.168.6762.3540.35中礦11.0417.595.489.2112.02尾礦65.539.163.6628.4447.63

從表4可以看出，階段磨礦—弱磁選試驗可以得到產率23.43%、TFe品位56.16%、回收率62.35%的鐵精礦，指標較好；中礦、尾礦合并的選鈦給礦產率76.57%、TiO2品位3.92%、TiO2回收率59.65%。

2.2 干式粗粒拋尾—磁選試驗

原礦破碎至-5 mm進行干式粗粒拋尾—磨礦—磁選選鐵試驗。試驗流程見圖2，結果見表5。

圖2 干式粗粒拋尾—磨礦—磁選試驗流程

表5 干式粗粒拋尾—磨礦—磁選試驗結果 %

產品產率品位TFeTiO2回收率TFeTiO2鐵精礦23.3656.846.9960.7831.89磁選中礦1.7520.756.041.662.06尾礦52.4210.765.1325.8252.53廢石22.4711.423.0811.7513.52

表5表明，原礦經干式粗粒拋尾—磨礦—磁選流程處理，可拋除產率22.47%、鐵品位11.42%的廢石，鐵損失率13.52%，可獲得產率23.36%、鐵品位56.84%、回收率60.78%的鐵精礦，中礦、尾礦合并的選鈦給礦產率54.17%、TiO2品位5.16%、TiO2回收率54.59%。

2.3 濕式拋尾—磨礦—弱磁選試驗

濕式拋尾—磨礦—弱磁選選鐵工藝流程見圖3，結果見表6。

圖3 濕式拋尾—磨礦—弱磁選選鐵工藝流程

表6 濕式拋尾—磨礦—弱磁選工藝試驗結果 %

產品產率品位TFeTiO2回收率TFeTiO2鐵精礦23.8756.437.8562.8137.76中礦29.3313.605.6818.6033.57濕拋尾礦46.808.523.0418.5928.67

從表6可以看出，濕式拋尾產率46.80%，拋尾效果較好。濕拋尾礦和中礦合并作為后續(xù)選鈦給礦，其中的TiO2占總TiO2的62.24%，對后續(xù)選鈦有利，且選鐵工藝流程簡單，指標較優(yōu)。

3 選鐵工藝比較

為確定適合該低品位釩鈦磁鐵礦的選鐵工藝流程，對3種選鐵工藝流程的鐵精礦指標進行對比，結果見表7。

表7 3種選鐵工藝鐵精礦指標對比

由表7可知，階段磨礦—弱磁選、干式粗粒拋尾—磨礦—弱磁選和濕式拋尾—磨礦—弱磁選3種選鐵工藝流程最終鐵精礦品位均達到56.0%以上，回收率分別為63.35%、60.78%、62.81%，且采用干式粗粒拋尾—磨礦—弱磁選和濕式拋尾—磨礦—弱磁選工藝破碎、磨礦能耗較階段磨礦—弱磁選要少，在選別指標相近的條件下，具有一定的優(yōu)勢。其中濕式拋尾工藝采用復合磁場預分選拋尾技術，在原礦粒度為-2 mm時可拋掉46.80%的粗粒尾礦，精礦TFe品位可富集到32.82%。不但提高了后續(xù)磨選作業(yè)的入選品位，而且大大減少了磨礦入磨量，顯著降低選礦成本。

因此從選礦指標和經濟性考慮，選擇濕式拋尾—磨礦—弱磁選流程作為該低品位釩鈦磁鐵礦的選鐵工藝，最終鐵精礦主要化學成分分析結果見表8。

表8 最終鐵精礦產品主要化學成分分析結果 %

4 結 論

(1)某深部低品位釩鈦磁鐵礦TFe品位21.98%，TiO2品位5.10%。鐵主要以磁性鐵的形式存在，占總鐵的65.92%。原礦中鈦鐵礦的含量為1.79%，占全鈦的34.89%；有用礦物主要為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，脈石礦物以橄欖石、普通輝石、中-拉長石、角閃石為主，還有少量到微量的方解石、石英、云母、磷灰石等。

(2)濕式拋尾—磨礦—弱磁選選鐵流程處理該釩鈦磁鐵礦，能兼顧經濟性和選礦指標，最終可獲得產率23.87%、TFe品位56.43%、回收率62.81%的鐵精礦，有利于后續(xù)選鈦。相比階段磨礦—弱磁選，能實現提前拋尾，提高后續(xù)作業(yè)入選鐵品位，顯著降低磨礦成本；相比干式粗粒拋尾—磨礦—弱磁選，鐵精礦回收率高2.09個百分點，指標更優(yōu)。

*國土資源部公益性行業(yè)科研專項經費研究項目(編號：201411056—02)。

2016-10-25)

何 劍 (1979—)，男，工程師，610081 四川省成都市人民北路一段25號。