某低品位钛铁矿选矿工艺试验
摘要：针对四川某钒钛磁铁矿选铁尾矿钛品位低、矿物组成复杂、常规选别工艺成本高、不具有开发价值等情况，对此钛铁矿进行了粗选和粗选工艺试验研究。试验结果表明：采用圆锥选矿机重选—高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—脱硫浮选—钛浮选工艺流程，在原矿TiO2品位为5.76%的条件下，获得了TiO2品位为47.65%，TiO2回收率为41.29%的满意钛铁精矿。
四川某地钒钛磁换矿选矿尾矿（磁尾）TiO2品位为5.76%、矿物组成复杂、钛铁矿堪布粒度细、此类原生钛铁矿资源只有当处理量大，生产成本低且回收率好的情况下才有开发价值。为此，进行了选钛全工艺研究，研究结果表明，圆锥选矿机作为粗选设备，处理量大，节能环保，抛尾效果显著，达到了预富集钛铁矿的作用。精选采用高梯度磁选—浮选工艺流程，其中高梯度磁选工艺，在保证钛回收率的条件下，钛品位得到进一步富集，产生的强磁精矿钛品位高，脉石含量少，简化了浮选工艺的复杂性，全工艺流程获得了满意的选矿指标。
一、矿石性质
1、原矿化学多元素分析及主要矿物组成
试验矿样为钡钛磁铁矿型原生钛铁矿，是选别磁铁矿后的尾矿。对原矿进行化学多元素的，其分析结果见表1，主要矿物组成结果见表2。
由表1和表2可知，原矿TiO2品位为5.76%，品位低，矿样矿物组成复杂，主要有用矿物为钛铁矿和少量钛磁铁矿，主要脉石矿物为橄榄石、斜长石、辉石、绿泥石、角闪石、石英等。
2、原矿粒度组成
对原矿进行粒度组成分析，其结果见表3。
由表3可知，原矿粒度偏粗，粒度主要集中在1.00~0.037mm，产率为88.30%，钛金属占有率为93.65%。只有当粒度为-0.074mm时，钛铁矿的解离度大于91.99%，可见钛铁矿在原矿中的嵌布粒度较细。
3、钛的赋存状态
钛的工艺矿物学研究结果表明，钛主要分布在钛铁矿、钛磁铁矿、褐铁矿和磁性脉石中。其中，钛在钛铁矿中的分布率为65.71%，在钛铁矿、褐铁矿放、磁性脉石中的分布率分别为5.96%、0.47%、27.86%，钛铁矿的理论回收率为65.71%。
二、选别工艺流程研究
1、粗选工艺流程试验
由于原矿具有TiO2品位低，钛铁矿矿物含量低，矿物粒度组成偏粗等工艺矿物学特点，因此钛铁矿需要进行粗选预富集。粗选预富集探索试验研究结果表明，粗选工艺采用强磁选，能耗大成本高。粗选工艺采用浮选，药剂种类多且用量大，药剂成本高。而溜槽类重选设备处理量大，能耗小成本低，富集比好。因此，粗选工艺不适宜采用强磁选和浮选，宜采用溜槽类设备进行重选。溜槽类重选设备中圆锥选矿机具有占地面积小，处理能力大，生产成本低廉，适用于处理数量大的低品位矿石。圆锥选矿机不仅选加盟效果好，而且选别重矿物的回收率一般在90%以上。同时，原矿主要粒度集中在1.00~0.037mm，原矿粒度组成适合采用圆锥选矿机进行选别。因此，粗选时采用圆锥选矿机进行试验。
圆锥选矿机粗选试验主要对工艺是否需要脱泥进行了对比试验。试验结果表明，脱泥工艺比不脱泥工艺选别指标在回收率相近的情况下，可提高精矿TiO2品位2.3个百分点。因此，圆锥粗选工艺适宜采用矿脱泥工艺。圆锥选矿机粗选工艺流程见图1，试验结果见表4。
由表4可知，钛富集比为2.05富集比较高，同时钛回收率为63.79%，接近理论回收率。可见，圆锥粗选工艺在保证钛回收率的情况下，使钛铁矿中的TiO2品位得到了很好的富集。
2、精选工艺流程试验
由于钛铁矿具有较强的磁性，且其原生钛铁矿嵌布粒度较细，针对圆锥精选的指标特点，为获得回收率高的合格钛精矿，精选流程采用强磁选—浮选工艺，并进行了高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—浮选，磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—浮选3种方案的工艺流程探索试验，其流程分别见图2、图3，图4。
3种方案探索试验结果表明，高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—浮选（方案1）的精选工艺流程，浮选给矿TiO2品位为20.62%，TiO2回收率为56.06%，浮选给矿TiO2品位较好，TiO2回收率最高，但浮选工艺流程和药剂制度最复杂，而且不能获得TiO2品位和TiO2回收率均理想的钛精矿；磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—浮选（方案2）精选工艺流程，浮选给矿TiO2品位为26.92%，TiO2回收率为47.03%，浮选给矿TiO2品位和TiO2回收率均较好，钛浮选工艺流程和药剂制度较方案1简单，可以获得指标稳定的精矿，精矿指标优于方案1，但磨矿量最大，磨矿成本最高；高梯度磁选—磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—浮选（方案3）精选工艺流程浮选给矿TiO2品位为28.73%，TiO2回收率为49.78%，浮选给矿TiO2品位最高，TiO2回收率较好，钛浮选工艺流程和药剂制度最简单，其中高梯度强磁—磨矿—弱磁选—高梯度强磁工艺达到了阶段抛尾，阶段提高钛富集比的作用，即减小了磨矿量，也避免了过磨，此方案获得的精矿指标稳定，优于方案2的指标。
由于方案3的高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—脱硫浮选—钛浮选的精选工艺选别效果最好，因此精选工艺—钛浮选的精选工艺选别效果最好，因此精选工艺原则流程选择方案3。在探索试验和条件试验的基本上，获得了精选工艺的最佳选别条件。圆锥精矿精选工艺流程见图5，其试验结果见表5。
由表5可知，通过精选获得了产率为4.99%，TiO2品位为47.65%，TiO2回收率为41.29%的钛铁矿精矿产品。
三、结论
1、四川某地钒钛磁铁矿选铁尾矿TiO2品位低，仅为5.76%，矿石矿物组成复杂，主要脉石矿物为橄榄石、斜长石、辉石、绿泥石、角闪石等。
2、在原矿TiO2品位为5.76%的条件下，经圆锥选矿机重选—高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—脱硫浮选—钛浮选工艺选别后，获得了TiO2品位为47.65%，TiO2回收率为41.29%的钛铁矿精矿产品，且此工艺流程简单，处理量大，成本低，精矿指标好，是开发利用此类低品位资源的适宜工艺流程。
摘要：针对四川某钒钛磁铁矿选铁尾矿钛品位低、矿物组成复杂、常规选别工艺成本高、不具有开发价值等情况，对此钛铁矿进行了粗选和粗选工艺试验研究。试验结果表明：采用圆锥选矿机重选—高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—脱硫浮选—钛浮选工艺流程，在原矿TiO2品位为5.76%的条件下，获得了TiO2品位为47.65%，TiO2回收率为41.29%的满意钛铁精矿。
四川某地钒钛磁换矿选矿尾矿（磁尾）TiO2品位为5.76%、矿物组成复杂、钛铁矿堪布粒度细、此类原生钛铁矿资源只有当处理量大，生产成本低且回收率好的情况下才有开发价值。为此，进行了选钛全工艺研究，研究结果表明，圆锥选矿机作为粗选设备，处理量大，节能环保，抛尾效果显著，达到了预富集钛铁矿的作用。精选采用高梯度磁选—浮选工艺流程，其中高梯度磁选工艺，在保证钛回收率的条件下，钛品位得到进一步富集，产生的强磁精矿钛品位高，脉石含量少，简化了浮选工艺的复杂性，全工艺流程获得了满意的选矿指标。
一、矿石性质
1、原矿化学多元素分析及主要矿物组成
试验矿样为钡钛磁铁矿型原生钛铁矿，是选别磁铁矿后的尾矿。对原矿进行化学多元素的，其分析结果见表1，主要矿物组成结果见表2。
由表1和表2可知，原矿TiO2品位为5.76%，品位低，矿样矿物组成复杂，主要有用矿物为钛铁矿和少量钛磁铁矿，主要脉石矿物为橄榄石、斜长石、辉石、绿泥石、角闪石、石英等。
2、原矿粒度组成
对原矿进行粒度组成分析，其结果见表3。
由表3可知，原矿粒度偏粗，粒度主要集中在1.00~0.037mm，产率为88.30%，钛金属占有率为93.65%。只有当粒度为-0.074mm时，钛铁矿的解离度大于91.99%，可见钛铁矿在原矿中的嵌布粒度较细。
3、钛的赋存状态
钛的工艺矿物学研究结果表明，钛主要分布在钛铁矿、钛磁铁矿、褐铁矿和磁性脉石中。其中，钛在钛铁矿中的分布率为65.71%，在钛铁矿、褐铁矿放、磁性脉石中的分布率分别为5.96%、0.47%、27.86%，钛铁矿的理论回收率为65.71%。
二、选别工艺流程研究
1、粗选工艺流程试验
由于原矿具有TiO2品位低，钛铁矿矿物含量低，矿物粒度组成偏粗等工艺矿物学特点，因此钛铁矿需要进行粗选预富集。粗选预富集探索试验研究结果表明，粗选工艺采用强磁选，能耗大成本高。粗选工艺采用浮选，药剂种类多且用量大，药剂成本高。而溜槽类重选设备处理量大，能耗小成本低，富集比好。因此，粗选工艺不适宜采用强磁选和浮选，宜采用溜槽类设备进行重选。溜槽类重选设备中圆锥选矿机具有占地面积小，处理能力大，生产成本低廉，适用于处理数量大的低品位矿石。圆锥选矿机不仅选加盟效果好，而且选别重矿物的回收率一般在90%以上。同时，原矿主要粒度集中在1.00~0.037mm，原矿粒度组成适合采用圆锥选矿机进行选别。因此，粗选时采用圆锥选矿机进行试验。
圆锥选矿机粗选试验主要对工艺是否需要脱泥进行了对比试验。试验结果表明，脱泥工艺比不脱泥工艺选别指标在回收率相近的情况下，可提高精矿TiO2品位2.3个百分点。因此，圆锥粗选工艺适宜采用矿脱泥工艺。圆锥选矿机粗选工艺流程见图1，试验结果见表4。
由表4可知，钛富集比为2.05富集比较高，同时钛回收率为63.79%，接近理论回收率。可见，圆锥粗选工艺在保证钛回收率的情况下，使钛铁矿中的TiO2品位得到了很好的富集。
2、精选工艺流程试验
由于钛铁矿具有较强的磁性，且其原生钛铁矿嵌布粒度较细，针对圆锥精选的指标特点，为获得回收率高的合格钛精矿，精选流程采用强磁选—浮选工艺，并进行了高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—浮选，磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—浮选3种方案的工艺流程探索试验，其流程分别见图2、图3，图4。
3种方案探索试验结果表明，高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—浮选（方案1）的精选工艺流程，浮选给矿TiO2品位为20.62%，TiO2回收率为56.06%，浮选给矿TiO2品位较好，TiO2回收率最高，但浮选工艺流程和药剂制度最复杂，而且不能获得TiO2品位和TiO2回收率均理想的钛精矿；磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—浮选（方案2）精选工艺流程，浮选给矿TiO2品位为26.92%，TiO2回收率为47.03%，浮选给矿TiO2品位和TiO2回收率均较好，钛浮选工艺流程和药剂制度较方案1简单，可以获得指标稳定的精矿，精矿指标优于方案1，但磨矿量最大，磨矿成本最高；高梯度磁选—磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—浮选（方案3）精选工艺流程浮选给矿TiO2品位为28.73%，TiO2回收率为49.78%，浮选给矿TiO2品位最高，TiO2回收率较好，钛浮选工艺流程和药剂制度最简单，其中高梯度强磁—磨矿—弱磁选—高梯度强磁工艺达到了阶段抛尾，阶段提高钛富集比的作用，即减小了磨矿量，也避免了过磨，此方案获得的精矿指标稳定，优于方案2的指标。
由于方案3的高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—脱硫浮选—钛浮选的精选工艺选别效果最好，因此精选工艺—钛浮选的精选工艺选别效果最好，因此精选工艺原则流程选择方案3。在探索试验和条件试验的基本上，获得了精选工艺的最佳选别条件。圆锥精矿精选工艺流程见图5，其试验结果见表5。
由表5可知，通过精选获得了产率为4.99%，TiO2品位为47.65%，TiO2回收率为41.29%的钛铁矿精矿产品。
三、结论
1、四川某地钒钛磁铁矿选铁尾矿TiO2品位低，仅为5.76%，矿石矿物组成复杂，主要脉石矿物为橄榄石、斜长石、辉石、绿泥石、角闪石等。
2、在原矿TiO2品位为5.76%的条件下，经圆锥选矿机重选—高梯度强磁选—磨矿—弱磁选—高梯度强磁选—脱硫浮选—钛浮选工艺选别后，获得了TiO2品位为47.65%，TiO2回收率为41.29%的钛铁矿精矿产品，且此工艺流程简单，处理量大，成本低，精矿指标好，是开发利用此类低品位资源的适宜工艺流程。
