高壓輥磨超細(xì)粉碎對(duì)釩鈦磁鐵礦分選的影響

郭小飛，代淑娟，朱巨建，李麗匣，王洪彬

?

高壓輥磨超細(xì)粉碎對(duì)釩鈦磁鐵礦分選的影響

郭小飛1，代淑娟1，朱巨建1，李麗匣2，王洪彬3, 4

(1. 遼寧科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，遼寧 鞍山，114051；2. 東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)，110819；3. 攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司設(shè)計(jì)研究院，四川 攀枝花，617063；4. 釩鈦資源綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 攀枝花，617063)

采用常規(guī)顎式破碎和高壓輥磨2種不同粉碎方式，進(jìn)行釩鈦磁鐵礦的分選試驗(yàn)，探究2種破碎方式對(duì)釩鈦磁鐵礦分選的影響，并結(jié)合粒度分析、單體解離度測(cè)試及比磁化系數(shù)分析，進(jìn)一步研究高壓輥磨機(jī)在釩鈦磁鐵礦選別中的作用機(jī)理。研究結(jié)果表明：高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)品的粒度較小，可直接通過弱磁選將鈦磁鐵礦和鈦鐵礦分離開，進(jìn)行“鐵鈦平行分選”；與顎式破碎機(jī)破碎產(chǎn)品相比，輥壓產(chǎn)品經(jīng)過一段磨礦過程就能通過相同的分選條件獲得質(zhì)量合格的鈦磁鐵礦精礦，并使鈦鐵礦精礦TiO2的作業(yè)回收率提高2.66%；2種破碎產(chǎn)品在球磨過程中的單體解離度存在差異，輥壓產(chǎn)品中的含鐵礦物能夠優(yōu)先實(shí)現(xiàn)單體解離，有利于鈦磁鐵礦的分選；“鐵鈦平行分選”能夠簡(jiǎn)化磨礦過程，減少微細(xì)粒鈦鐵礦的生成量，提高鈦鐵礦強(qiáng)磁選的回收率，有利于鈦鐵礦的窄級(jí)別浮選。

高壓輥磨機(jī)；釩鈦磁鐵礦；鐵鈦平行分選；單體解離度；比磁化系數(shù)

高壓輥磨機(jī)實(shí)施的是準(zhǔn)靜壓料層粉碎，當(dāng)料層受擠壓時(shí)，礦石本身作為傳壓介質(zhì)，受到巨大壓力導(dǎo)致顆粒破碎或變形，其粉碎產(chǎn)品具有微裂紋多、細(xì)粒級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高和單位破碎能耗低等特點(diǎn)[1?2]，符合“多碎少磨”技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于礦石粉碎領(lǐng)域。攀西地區(qū)是我國(guó)主要的釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)基地，主要集中分布在攀枝花、白馬、紅格、太和4大礦區(qū)[3]。工藝礦物學(xué)研究[3?4]表明：鈦磁鐵礦的嵌布粒度主要集中在0.2~3.0 mm；鈦鐵礦的嵌布粒度主要集中在0.2~0.8 mm，粒度小于0.2 mm的TiO2分布率為92.03%；脈石礦物以鈦輝石、長(zhǎng)石和綠泥石等為主。目前，攀枝花密地選礦廠主要采用“階段磨礦—階段磁選選鐵、尾礦再磨—強(qiáng)磁—脫硫—浮選鈦鐵礦”的選別工藝。鈦鐵礦與脈石礦物實(shí)現(xiàn)單體解離的過程，經(jīng)過了3段或以上的磨礦過程，產(chǎn)生了大量的微細(xì)粒鈦鐵礦，導(dǎo)致鈦鐵礦選別難度增大，金屬流失嚴(yán)重[5?6]。本文作者針對(duì)攀西地區(qū)的釩鈦磁鐵礦礦石[7?8]，采用常規(guī)顎式破碎機(jī)和高壓輥磨機(jī)進(jìn)行粉碎處理，對(duì)粉碎物料進(jìn)行粒度特性分析，再對(duì)不同破碎方式下的釩鈦磁鐵礦礦石進(jìn)行分選，分析不同分選產(chǎn)品單體解離度及鈦鐵礦比磁化系數(shù)，研究破碎方式對(duì)釩鈦磁鐵礦分選的影響機(jī)理。

1 分選試驗(yàn)

試驗(yàn)礦樣為攀枝花密地選礦廠的最終破碎產(chǎn)品(負(fù)累積產(chǎn)率為95%時(shí)的粒度為15.5 mm)，礦石中的主要金屬礦物以鈦磁鐵礦和鈦鐵礦為主，含少量磁黃鐵礦，脈石礦物主要為輝石、長(zhǎng)石、綠泥石等。傳統(tǒng)破碎工藝采用PEX-150×250和XPC-60×100這 2種型號(hào)的顎式破碎機(jī)及直徑為3.2 mm圓孔篩組成的閉路破碎流程；超細(xì)碎工藝采用CLM-25-10型實(shí)驗(yàn)室高壓輥磨機(jī)[7]，同樣采用控制粒度為3.2 mm的閉路破碎流程，高壓輥磨機(jī)的輥面比壓力為5.6 N/mm2，輥縫間距為4 mm，輥面速度為0.19 m/s；顎式破碎機(jī)排礦口和高壓輥磨機(jī)的輥縫間距相同。

常規(guī)顎式破碎機(jī)產(chǎn)品(簡(jiǎn)稱顎破產(chǎn)品)采用“階段磨礦—階段磁選選鐵、尾礦再磨—強(qiáng)磁—脫硫—浮選鈦鐵礦”工藝進(jìn)行分選試驗(yàn)。高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)品(簡(jiǎn)稱輥壓產(chǎn)品)采用“鐵鈦平行分選”工藝進(jìn)行分選試 驗(yàn)[8]，即先使用弱磁場(chǎng)磁選機(jī)對(duì)超細(xì)碎后的釩鈦磁鐵礦直接進(jìn)行選別，將具有強(qiáng)磁性的粗精礦作為鈦磁鐵礦選別給礦，將磁性較弱的尾礦和鈦磁礦選別后的最終尾礦混合后進(jìn)行鈦鐵礦選別試驗(yàn)。

釩鈦磁鐵礦的弱磁選粗選采用磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為0.15 T和0.12 T的2種濕式鼓式弱磁選機(jī)，精選采用分選空間直徑為80 mm的脈沖型電磁精選機(jī)。鈦鐵礦的強(qiáng)磁選采用CRIMM 70-200電磁夾板高梯度強(qiáng)磁選機(jī)(HGMS)，鈦鐵礦的浮選在充氣式單槽浮選機(jī)中進(jìn)行。采用自動(dòng)礦物分析儀(mineral liberation analyser，簡(jiǎn)稱MLA)對(duì)試驗(yàn)中重要礦物的粒度和解離度進(jìn)行測(cè)定，比磁化系數(shù)測(cè)定設(shè)備為Modl-7404振動(dòng)樣品磁 強(qiáng)計(jì)。

2 結(jié)果與討論

2.1 破碎產(chǎn)品粒度特性

對(duì)高壓輥磨機(jī)以及常規(guī)顎式破碎機(jī)得到的粒度小于等于3.2 mm的閉路破碎產(chǎn)品進(jìn)行粒度分析，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知：輥壓產(chǎn)品中負(fù)累積產(chǎn)率為80%(80)時(shí)對(duì)應(yīng)的粒度為1.02 mm，粒度小于74 μm顆粒的負(fù)累積產(chǎn)率為21.32%；顎破產(chǎn)品負(fù)累積產(chǎn)率為80%對(duì)應(yīng)的粒度為1.45 mm，粒度小于74 μm顆粒的負(fù)累積產(chǎn)率為15.77%。輥壓產(chǎn)品中粒度小于74 μm顆粒的負(fù)累積產(chǎn)率增大5.55%，說明高壓輥磨機(jī)的破碎比大，粉碎效率高。

運(yùn)用R-R方程(Rosin-Rammler)[9-11]對(duì)2種破碎產(chǎn)品的粒度特性進(jìn)行分析：

=exp(?)×100% (1)

式中：為粒度大于的顆粒負(fù)累積產(chǎn)率，%；為顆粒粒度，mm；為與產(chǎn)物粒度相關(guān)的參數(shù)；為均勻性系數(shù)，越小，粒度分布越均勻。

圖1 不同破碎方式下閉路破碎產(chǎn)品粒度分布

利用式(1)對(duì)圖1中2種粉碎產(chǎn)品粒度曲線進(jìn)行擬合分析，結(jié)果如表1所示(其中為擬合相關(guān)系數(shù))。由表1可以看出：輥壓產(chǎn)品較顎破產(chǎn)品的粒度更小，均勻性系數(shù)降低，粒度分布更加均勻。

2.2 鈦磁鐵礦選別試驗(yàn)

采用“鐵鈦平行分選”工藝對(duì)輥壓產(chǎn)品進(jìn)行鈦磁鐵礦選別，1段磁選的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.15 T，2段磁選的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.12 T，輥壓產(chǎn)品開路選制鈦磁鐵礦的數(shù)量?質(zhì)量流程圖如圖2所示。

表1 不同粉碎產(chǎn)品R-R方程擬合分析結(jié)果

由圖2可以看出：一段磁選精礦TFe品位可達(dá)41.28%，球磨至粒度小于0.18 mm的顆粒負(fù)積累產(chǎn)率為95%(相當(dāng)于粒度小于74 μm顆粒負(fù)累積產(chǎn)率為45%)；進(jìn)行二段磁選后，精礦TFe品位可達(dá)54.24%，精選后鈦磁鐵礦精礦TFe品位為55.05%，回收率為70.64%。一段磁選尾礦和鈦磁鐵礦選別的最終尾礦混合后進(jìn)入鈦鐵礦選別流程。

采用“階段磨礦—階段磁選”工藝對(duì)顎破產(chǎn)品進(jìn)行鈦磁鐵礦選別，2段磨礦粒度小于74 μm的顆粒負(fù)累積產(chǎn)率分別為45%和65%(參考密地選礦廠兩段磨礦的細(xì)度)[3]，其他試驗(yàn)條件不變，開路試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

由圖2和圖3可以看出：2種破碎產(chǎn)品經(jīng)過選別得到的鈦磁鐵礦精礦品位相差不大，顎破產(chǎn)品的鈦磁鐵礦回收率較前者高0.43%。輥壓產(chǎn)品采用“鐵鈦平行分選工藝”時(shí)，通過一段磨礦就能達(dá)到與常規(guī)顎式破碎機(jī)產(chǎn)品TFe品位相近的鈦磁鐵礦選別指標(biāo)，簡(jiǎn)化了鈦磁鐵礦選別工藝，能夠大幅度節(jié)約磨礦能耗。

對(duì)2種破碎方式下的磨礦產(chǎn)品(粒度小于74 μm顆粒負(fù)累積產(chǎn)率為45%)進(jìn)行粒度特性分析和MLA單體解離度分析[11?12]，結(jié)果分別如圖4和圖5所示。

圖2 輥壓產(chǎn)品開路選鐵試驗(yàn)數(shù)量?質(zhì)量流程圖

圖3 顎破產(chǎn)品開路選鐵試驗(yàn)數(shù)量?質(zhì)量流程

由圖4可知：當(dāng)磨礦產(chǎn)品中粒度小于74 μm的顆粒負(fù)累積產(chǎn)率為45%時(shí)，輥壓產(chǎn)品中各粒級(jí)顆粒的負(fù)累積產(chǎn)率比顎破產(chǎn)品中相同粒級(jí)顆粒的負(fù)累積產(chǎn)率略高。由圖5可知：輥壓產(chǎn)品的單體解離度為84.94%，顎破產(chǎn)品為83.02%，輥壓產(chǎn)品較顎破產(chǎn)品高1.92%。輥壓產(chǎn)品及顎破產(chǎn)品中鐵氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為81.59%和77.61%，輥壓產(chǎn)品較顎破產(chǎn)品高3.98%，說明含鐵礦物在高壓輥磨機(jī)粉碎過程中能夠優(yōu)先實(shí)現(xiàn)單體解離。在該磨礦細(xì)度條件下，采用弱磁選工藝對(duì)輥壓產(chǎn)品進(jìn)行分選，即可獲得鈦磁鐵礦精礦。

圖4 不同粉碎產(chǎn)品的粒度分布

圖5 不同產(chǎn)品中130≤d<170 μm顆粒MLA單體解離度分析

2.3 鈦鐵礦選別試驗(yàn)

2.3.1 鈦鐵礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)

輥壓產(chǎn)品“鐵鈦平行分選”的選鈦給礦TiO2品位為11.47%，粒度小于74 μm的顆粒負(fù)累積產(chǎn)率為44.5%。顎破產(chǎn)品“階段磨礦—階段選別”的選鈦給礦TiO2品位為11.66%，粒度小于74 μm的顆粒負(fù)累積產(chǎn)率為53.5%[8]。分別將2種選鈦給礦球磨至粒度小于74 μm的顆粒負(fù)累積產(chǎn)率約為80%，采用磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.12 T的濕式鼓式磁選機(jī)將磨礦過程中解離出的強(qiáng)磁性礦物預(yù)先選出，在背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3 T時(shí)采用電磁夾板強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選鈦試驗(yàn)[13-14]，結(jié)果如表2所示。

表2 不同破碎方式下鈦鐵礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果

由表2可見：與顎破產(chǎn)品“階段磨礦—階段分選”獲得的強(qiáng)磁精礦相比，輥壓產(chǎn)品“鐵鈦平行分選”獲得的強(qiáng)磁精礦中TiO2品位降低0.25%，但TiO2回收率增加4.18%。對(duì)球磨后的2種產(chǎn)品進(jìn)行MLA單體解離度分析[11]，其中，不同產(chǎn)品中顆粒(11≤＜19 μm) MLA單體解離度分析結(jié)果如圖6所示。

顎破產(chǎn)品的選鈦給礦中粒度小于74 μm顆粒的負(fù)累積產(chǎn)率比輥壓產(chǎn)品的高9%；當(dāng)2種破碎產(chǎn)品中粒度小于74 μm的顆粒負(fù)累積產(chǎn)率達(dá)80%時(shí)，輥壓產(chǎn)品的單體解離度為91.25%，顎破產(chǎn)品的單體解離度為90.72%；輥壓產(chǎn)品(11≤＜19 μm)及顎破產(chǎn)品中鐵氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為90.66%和91.91%；輥壓產(chǎn)品選鈦給礦的單體解離度較顎破產(chǎn)品高0.53%，但輥壓產(chǎn)品11≤＜19 μm粒級(jí)中鐵氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比顎破產(chǎn)品的低1.25%，說明顎破產(chǎn)品中鐵氧化物泥化更加嚴(yán)重，這是輥壓產(chǎn)品“鐵鈦平行分選”的強(qiáng)磁精礦中TiO2回收率升高的主要原因。分別對(duì)2種分選工藝得到的強(qiáng)磁精礦和尾礦中粒度小于19 μm顆粒的TiO2負(fù)累積產(chǎn)率進(jìn)行分析，結(jié)果如圖7所示。

由圖7可以看出：與顎破產(chǎn)品的“階段磨礦—階段分選”工藝相比，在高壓輥磨超細(xì)碎產(chǎn)品的“鐵鈦平行分選”過程中，強(qiáng)磁精礦中粒度小于19 μm的顆粒的TiO2負(fù)累積產(chǎn)率降低2.15%，強(qiáng)磁尾礦中粒度小于19 μm的顆粒的TiO2負(fù)累積產(chǎn)率也降低6.95%，由此可見微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦負(fù)累積產(chǎn)率的變化直接影響了鈦鐵礦后續(xù)的分選效果。

微細(xì)粒鈦鐵礦比磁化系數(shù)及其在高梯度磁選中受力特性的變化[8, 15?16]是“鐵鈦平行分選”工藝中強(qiáng)磁選精礦TiO2回收率發(fā)生變化的根本原因。為分析鈦鐵礦在強(qiáng)磁選中的磁選行為，采用Modl-7404振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)試不同粒級(jí)鈦鐵礦的磁化曲線，背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3 T時(shí)的鈦鐵礦比磁化系數(shù)如圖8所示。

圖8 不同粒級(jí)鈦鐵礦比磁化系數(shù)

由圖8可見：隨著鈦鐵礦粒度減小，各粒級(jí)鈦鐵礦的比磁化系數(shù)逐漸變小，當(dāng)?shù)V石粒度小于19 μm時(shí)，比磁化系數(shù)小于1.657 cm3/kg。礦石顆粒在磁選過程中所受的比磁力m為

式中：0為真空磁導(dǎo)率，0=4π×10?7H/m；0為鈦鐵礦的比磁化系數(shù)，m3/kg；0grad0為磁場(chǎng)力，A2/m3。

鈦鐵礦顆粒沿磁力方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的比阻力R為

式中：為顆粒的質(zhì)量，kg；為顆粒的密度，kg/m3；為礦漿黏滯系數(shù)，取1.25×10?6m2/s(礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%)；為鈦鐵礦進(jìn)入分選區(qū)時(shí)速度，取0.05 m/s。

隨著礦物顆粒粒度減小，強(qiáng)磁選過程中礦漿對(duì)礦物顆粒產(chǎn)生的比阻力增大，弱磁性礦物顆粒被磁場(chǎng)捕獲所需的比磁力也增大。比磁力取決于礦物顆粒的比磁化系數(shù)和磁選機(jī)的磁場(chǎng)特性。根據(jù)式(2)和(3)，計(jì)算不同粒度鈦鐵礦顆粒在強(qiáng)磁選過程中所受到的比阻力和比磁力，結(jié)果如圖9所示。

圖9 不同粒級(jí)鈦鐵礦在強(qiáng)磁場(chǎng)中的受力分析

由圖9可知不同粒度鈦鐵礦所受比阻力的變化規(guī)律可以分為3個(gè)階段[8]：當(dāng)38≤＜106 μm時(shí)，鈦鐵礦受到的比阻力緩慢增大；當(dāng)19≤＜38 μm時(shí)，鈦鐵礦受到的比阻力迅速增大；當(dāng)＜19 μm時(shí)，鈦鐵礦受到的比阻力急劇增大。當(dāng)鈦鐵礦粒度由106 μm減小到7 μm時(shí)，鈦鐵礦所受到的比阻力增大約660倍，回收鈦鐵礦所需的比磁力卻降低約12%。在磁選條件一定的情況下，當(dāng)粒度降低時(shí)，鈦鐵礦被磁場(chǎng)捕獲的難度急劇增加。這也進(jìn)一步說明了微細(xì)粒鈦鐵礦的增加將導(dǎo)致強(qiáng)磁選難度的增加，尤其是粒度小于 19 μm的顆粒的增加將會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)磁選過程中鈦鐵礦回收率降低。

2.3.2 鈦鐵礦浮選試驗(yàn)

采用相同浮選條件對(duì)不同破碎方式下的釩鈦磁鐵礦進(jìn)行鈦鐵礦選別試驗(yàn)[3, 5]，輥壓產(chǎn)品選鈦閉路試驗(yàn)的數(shù)量?質(zhì)量流程如圖10所示。由圖10可知：最終得到的鈦鐵礦精礦TiO2品位為47.78%，TiO2作業(yè)回收率為35.16%，浮鈦尾礦的TiO2品位為10.94%，選鈦總尾礦的TiO2品位為7.85%。

顎式破碎機(jī)破碎產(chǎn)品選鈦試驗(yàn)獲得鈦精礦的TiO2品位為47.85%，回收率為32.50%，浮鈦尾礦的TiO2品位為11.30%，選鈦總尾礦的TiO2品位為8.34%。輥壓產(chǎn)品選別出的鈦精礦品位較顎破產(chǎn)品低0.08%，但作業(yè)回收率提高2.66%，浮選尾礦和總尾礦的TiO2品位分別降低0.36%和0.49%。

圖10 輥壓產(chǎn)品選鈦閉路試驗(yàn)數(shù)量?質(zhì)量流程圖

微細(xì)粒鈦鐵礦增加會(huì)導(dǎo)致鈦鐵礦浮選回收率降低[6, 17]。與顎式破碎機(jī)破碎產(chǎn)品采用“階段磨礦—階段磁選選鐵、選鐵尾礦再磨—強(qiáng)磁拋尾—脫硫—浮鈦”工藝相比，高壓輥磨機(jī)超細(xì)碎釩鈦磁鐵礦采用的“鐵鈦平行分選”工藝在一段濕式粗粒磁選之后，能夠?qū)⒉糠肘佽F礦分離出來，進(jìn)行鈦磁鐵礦和鈦鐵礦同時(shí)分選，一方面使鈦磁鐵礦和鈦鐵礦的分選更有針對(duì)性，另一方面，傳統(tǒng)工藝中的鈦鐵礦選別經(jīng)過了3段磨礦，而“鐵鈦平行分選”工藝縮短了磨礦過程，能夠減少磨礦產(chǎn)品中微細(xì)顆粒的生成量，為鈦鐵礦的選別提供窄級(jí)別的給礦條件，從而提高鈦鐵礦在后續(xù)選別過程中的分選效率，提高鈦鐵礦的回收率。同時(shí)，輥壓產(chǎn)品的“鐵鈦平行分選”也可簡(jiǎn)化釩鈦磁鐵礦選別的工藝，節(jié)約系統(tǒng)能耗，降低生產(chǎn)成本，提高選別指標(biāo)。

3 結(jié)論

1) 與顎式破碎相比，高壓輥磨破碎方法具有細(xì)粒級(jí)粉碎產(chǎn)品負(fù)累積產(chǎn)率高、粒度分布均勻、易實(shí)現(xiàn)單體解離等特點(diǎn)，高壓輥磨機(jī)超細(xì)碎后的釩鈦磁鐵礦可經(jīng)過弱磁選將強(qiáng)磁性的鈦磁鐵礦和弱磁性的鈦鐵礦在一定程度上分離，進(jìn)行“鐵鈦平行分選”。

2) 輥壓產(chǎn)品中的含鐵礦物在磨礦過程中可實(shí)現(xiàn)優(yōu)先單體解離，經(jīng)過一段磨礦過程，就能通過相同的分選條件獲得與顎破產(chǎn)品TFe品位相近的鈦磁鐵礦精礦；隨著磨礦粒度減小，輥壓產(chǎn)品較顎破產(chǎn)品單體解離度的增加幅度逐漸減小，但顎破產(chǎn)品中鐵氧化物的泥化更加嚴(yán)重。

3) 當(dāng)鈦鐵礦的粒度小于19 μm時(shí)，其在強(qiáng)磁選過程中所受的比阻力迅速增加，比磁力卻迅速減小，導(dǎo)致強(qiáng)磁選的難度增加。高壓輥磨機(jī)超細(xì)碎的釩鈦磁鐵礦在分選中能夠降低微細(xì)粒鈦鐵礦的新生成量，提高鈦鐵礦強(qiáng)磁選的精礦回收率，為鈦鐵礦浮選提供了窄級(jí)別的入浮給礦，從而減少了鈦鐵礦的流失。

[1] 劉建遠(yuǎn), 黃瑛彩. 高壓輥磨機(jī)在礦物加工領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 金屬礦山, 2010(6): 1?8.

LIU Jianyuan, HUANG Yingcai. Applications of high-pressure grinding rolls in mineral processing[J]. Metal Mine, 2010(6): 1?8.

[2] LIU Lei, TAN Qi, LIU Lu, et al. Comparison of different comminution flowsheets in terms of minerals liberation and separation properties[J]. Minerals Engineering, 2018, 125: 26?33

[3] 朱俊士. 釩鈦磁鐵礦選礦[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 1996: 3?64.

ZHU Junshi. Separation of vanadium titanium magnetite[M]. Beijing: Metallurgical Industry Press, 1996: 3?64.

[4] 李亮, 羅建林. 攀枝花地區(qū)某釩鈦磁鐵礦工藝礦物學(xué)研究[J]. 金屬礦山, 2010(4): 89?93.

LI Liang, LUO Jianlin. Process mineralogy studies on V-Ti magnetite in Panzhihua[J]. Metal Mine, 2010(4): 89?93.

[5] 王洪彬, 李麗匣, 申帥平, 等. 微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦預(yù)富集工藝研究[J]. 礦冶工程, 2016, 36(5): 37?40.

WANG Hongbin, LI Lixia, SHEN Shuaiping, et al. Optimization of preconcentration process to reclaim microfine ilmenite[J]. Mining and Metallurgical Engineering, 2016, 36(5): 37?40.

[6] ZHU Yangge, ZHANG Guofan, FENG Qiming, et al. Effect of surface dissolution on flotation separation of fine ilmenite from titanaugite[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2011, 21(5): 1149?1154.

[7] 袁致濤, 郭小飛, 嚴(yán)洋, 等. 攀西釩鈦磁鐵礦高壓輥磨的產(chǎn)品特性[J]. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 33(1) : 124?128.

YUAN Zhitao, GUO Xiaofei, YAN Yang, et al. Product characteristics of vanadium-titanium magnetite from Panxi by high pressure grinding roller[J]. Journal of Northeastern University(Natural Science), 2012, 33(1) : 124?128.

[8] 郭小飛, 袁致濤, 申帥平, 等. 鐵鈦平行分選對(duì)微細(xì)粒鈦鐵礦強(qiáng)磁選的影響[J]. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2016, 37(2) : 253?257, 262.

GUO Xiaofei, YUAN Zhitao, SHEN Shuaiping, et al. Effect of parallel separation of Fe and Ti on high-intensity magnetic separation of micro-fine ilmenite[J]. Journal of Northeastern University(Natural Science), 2016, 37(2) : 253?257, 262.

[9] 侯英, 丁亞卓, 印萬忠, 等.邦鋪鉬銅礦石高壓輥磨后物料的特性[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2013, 44(12): 4781?4786.

HOU Ying, DING Yazhuo, YIN Wanzhong, et al. Product characteristics of Mo-Cu ore from Bangpu by high pressure grinding rolls[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2013, 44(12): 4781?4786.

[10] TORRES M, CASALI A. A novel approach for the modelling of high-pressure grinding rolls[J]. Minerals Engineering, 2009(22): 1137?1146.

[11] TAVARES L M. Particle weakening in high-pressure roll grinding[J]. Minerals Engineering, 2005, 18(7) : 651?657.

[12] CELIK I B, ONER M. The influence of grinding mechanism on the liberation characteristics of clinker minerals[J]. Cement and Concrete Research, 2006, 36(3): 422?427.

[13] ZENG Shanglin, ZENG Weilong, REN Liuyi, et al. Development of a high gradient permanent magnetic separator (HGPMS)[J]. Mineral Engineering, 2015, 71: 21?26.

[14] ZENG Wenqing, XIONG Dahe. The latest application of SLon vertical ring and pulsating high-gradient magnetic separator[J]. Minerals Engineering, 2003, 16(6): 563?565.

[15] 曾劍武, 陳祿政, 丁利, 等. 棒介質(zhì)組合方式對(duì)脈動(dòng)高梯度磁選效果的影響[J]. 金屬礦山, 2015(3): 161?164.

ZENG Jianwu, CHEN Luzheng, DING Li, et al. Effect of rod matrix arrangement on pulsating high gradient magnetic separation performance[J]. Metal Mine, 2015(3): 161?164.

[16] 袁致濤, 王常任. 磁電選礦[M]. 2版. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 2011: 16?29.

YUAN Zhitao, WANG Changren. Mineral processing by magnetoelectric[M]. 2nd ed. Beijing: Metallurgical Industry Press, 2011: 16?29

[17] 徐翔, 章曉林, 張文彬. 攀枝花釩鈦磁鐵礦浮鈦時(shí)磨礦細(xì)度的影響[J]. 礦山機(jī)械, 2010, 38(9): 93?96.

XU Xiang, ZHANG Xiaolin, ZHANG Wenbin. Effect of grinding fineness of ilmenite from vanadium titano-magnetite in Panzhihua district[J]. Mining & Processing Equipment, 2010, 38(9): 93?96.

Influence of ultrafine comminution by high pressure grinding rolls on separation of vanadium titanium magnetite

GUO Xiaofei1, DAI Shujuan1, ZHU Jujian1, LI Lixia2, WANG Hongbin3, 4

(1. School of Mining Engineering, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, China; 2. School of Resources & Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819, China; 3. Design and Research Institute of Pangang Group Mining Co. Ltd., Panzhihua 617063, China; 4. State Key Laboratory of Vanadium and Titanium Comprehensive Utilization, Panzhihua 617063, China)

The separation experiments of vanadium titanium magnetite (V-Ti) crushed by conventional jaw crusher and high pressure grinding rolls (HPGR) were conducted. The influences of two different comminuting processes on separation of V-Ti magnetite were studied. Combined with the anslysis of particle size, degree of mineral liberation and specific susceptibility, the mechanism of HPGR in the separation process of V-Ti magnetite was studied. The results show that the products of HPGR are finer than those of conventional jaw crusher. Parallel separation of titanium magnetite(Fe) and ilmenite(Ti) can be realized through direct separation of Fe and Ti by low intensity magnetic separation from product crushed by HPGR. Qualified titanium magnetite can be obtained by only once grinding and other similar conditions, and the TiO2operational recovery of ilmenite increases by 2.66%. The mineral degree of liberation in the primary grinding from this two comminuting processes become obviously different. Iron minerals of HPGR product preferentially achieve monomer dissociation, which benefits the separation of titanium magnetite. On the other hand, the parallel separation of Fe and Ti simplifies the grinding and reduces the generation of micro-fine ilmenite, which is beneficial to the high intensity magnetic separation and flotation of narrow size for ilmenite.

high pressure grinding rolls; vanadium titanium magnetite; parallel separation of Fe and Ti; liberation degree; specific susceptibility

TD921

A

1672?7207(2019)05?1013?08

10.11817/j.issn.1672?7207.2019.05.001

2018?05?31；

2019?07?30

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAB19B01)；釩鈦資源綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(2014)；遼寧省教育廳項(xiàng)目(2017LNQN21) (Project (2015BAB19B01) supported by the National Science and Technology Pillar Program during the 12th “Five-year” Period of China; Project(2014) supported by the Open Fund for the State Key Laboratory of Vanadium and Titanium Comprehensive Utilization; Project (2017LNQN21) supported by the Education Department of Liaoning Province)

郭小飛，博士，副教授，從事金屬礦高壓輥磨粉碎理論及分選技術(shù)研究；E-mail：gxf0957@126.com

(編輯 伍錦花)