鐵尾礦中回收鈦的試驗研究范文

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《礦山機(jī)械雜志》2015年第十一期

隨著主體礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)，伴生礦產(chǎn)資源逐漸進(jìn)入了人們的視線。河北承德某地區(qū)鐵礦產(chǎn)資源主要為釩鈦磁鐵礦，其除含有鐵外，還伴生有釩、鈦、鈧等有用元素[1]，主要的金屬礦物有鈦鐵礦、鈦磁鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦和金紅石等[2]。通常采用重選、磁選等常規(guī)選別流程對其中的鐵進(jìn)行回收[3]，但由于選礦工藝的落后以及伴生礦的嵌布比較復(fù)雜，主要是回收釩鈦磁鐵礦中的鐵礦資源，而對其中的鈦資源回收較少，尾礦中鈦含量在4%左右，這就使得大量有用資源只能隨尾礦排出，不能得到很好的利用[4]，在很大程度上浪費了資源。筆者針對河北承德某鐵選廠的尾礦進(jìn)行回收鈦的試驗研究，為此類礦產(chǎn)資源的利用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1尾礦性質(zhì)分析

該尾礦礦樣取自河北承德某鐵選廠，混勻縮分后，取代表性礦樣經(jīng)過加工處理后進(jìn)行性質(zhì)研究。

1.1XRD分析為了了解尾礦中的礦物組成，對鐵尾礦進(jìn)行了XRD分析，結(jié)果表明，該鐵尾礦中主要的礦物有綠泥石、鈉長石、石英、鈦鐵礦和金紅石等。

1.2主要化學(xué)成分分析礦樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果如表1所列。由表1可知，該鐵尾礦中主要的有用成分是TiO2，含量為4.88%。從礦產(chǎn)資源綜合利用的角度考慮，需要對鈦進(jìn)行回收。

1.3鈦物相分析為了了解鈦的賦存狀態(tài)，對該鐵尾礦進(jìn)行鈦物相分析，結(jié)果如表2所列。由表2可知，該鐵尾礦中鈦主要以鈦鐵礦的形式存在，分布率為69.80%，少量以金紅石、鈦磁鐵礦和硅酸鹽礦物形式存在，可見，回收該鐵尾礦中的鈦，主要是對鈦鐵礦的回收。

1.4篩分分析取代表性礦樣進(jìn)行粒度分析，結(jié)果如表3所列。由表3可知，該鐵尾礦中TiO2在各個粒級中均勻分布，因此，在對尾礦的后續(xù)處理中不能對其進(jìn)行分級處理。

2試驗結(jié)果及討論

重選、磁選、浮選以及電選等選礦工藝在選鈦工藝中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。但是針對河北承德某鐵選廠的尾礦，經(jīng)大量的探索試驗可知，單一的選礦方法不能得到較好的分選指標(biāo)。同時重選方法雖然能夠得到品位較高的鈦精礦，但是回收率非常低，且中礦和尾礦中鈦含量也比較高，因此，重選不適合作為浮選前富集鈦的方法。而強(qiáng)磁選在保證回收率的前提下不僅能起到浮選前富集鈦的作用，還能起到一定的脫泥效果。筆者主要采用了磨礦—強(qiáng)磁—浮選流程對鐵尾礦的鈦進(jìn)行回收，即先用強(qiáng)磁選將鈦進(jìn)行富集，然后再通過浮選將鈦選出。

2.1磨礦細(xì)度試驗取幾份代表性礦樣，分別磨至不同細(xì)度，在一段磁場強(qiáng)度為800kA/m、二段磁場強(qiáng)度為640kA/m的條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗，2次試驗尾礦混在一起作為磁選尾礦，試驗結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出，隨著-0.074mm含量的升高，強(qiáng)磁精礦鈦品位不斷升高，而回收率(對尾礦，以下均簡稱回收率)不斷下降。當(dāng)-0.074mm含量由45.06%增加到64.02%時，強(qiáng)磁精礦鈦品位增加了4.00%，回收率降低了0.67%；當(dāng)-0.074mm含量由64.02%增加到85.00%時，強(qiáng)磁精礦鈦品位增加了2.32%，回收率降低了1.27%。綜合考慮強(qiáng)磁精礦鈦品位和回收率，選取最佳磨礦細(xì)度-0.074mm含量為64.02%。

2.2磁場強(qiáng)度試驗

2.2.1一段磁場強(qiáng)度試驗取具備代表性的尾礦樣若干份，分別磨至-0.074mm占64.02%，在場強(qiáng)分別為480、640、800、960kA/m的條件下進(jìn)行一段磁場強(qiáng)度試驗，結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，當(dāng)磁場強(qiáng)度由640kA/m升高到800kA/m時，強(qiáng)磁精礦鈦品位降低了1.76%，回收率升高了4.33%。所以，最佳的磁場強(qiáng)度為800kA/m，此時，精礦鈦品位為9.90%，回收率為92.54%。

2.2.2二段磁場強(qiáng)度試驗取適量一段強(qiáng)磁精礦，在場強(qiáng)分別為480、640、800和960kA/m的條件下，進(jìn)行二段磁場強(qiáng)度試驗，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，當(dāng)磁場強(qiáng)度由480kA/m升高到640kA/m時，強(qiáng)磁精礦鈦品位降低了1.61%，回收率升高了8.85%。所以，最佳的磁場強(qiáng)度為640kA/m，此時，精礦鈦品位為18.63%，回收率為83.30%。

2.3浮選試驗浮選用樣為二段強(qiáng)磁精礦，經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料以及大量的探索試驗，選取H2SO4作為礦漿pH調(diào)整劑、MOH-2作為捕收劑、氟硅酸鈉作為抑制劑，對上述二段強(qiáng)磁精礦進(jìn)行粗選條件試驗，試驗流程如圖4所示。

2.3.1H2SO4用量試驗在加入MOH-21800g/t、氟硅酸鈉500g/t的條件下進(jìn)行H2SO4用量試驗，試驗流程見圖4，結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看出，H2SO4用量由800g/t逐漸升高到1600g/t時，粗浮精礦鈦品位逐漸升高，而回收率確是先升高后降低。所以，最佳的H2SO4用量為1200g/t，此時，粗浮鈦精礦品位為36.94%，回收率為67.11%。

2.3.2氟硅酸鈉用量試驗在捕收劑MOH-2用量為1800g/t、H2SO4用量為1200g/t的條件下，進(jìn)行氟硅酸鈉用量試驗，試驗流程見圖4，結(jié)果如圖6所示。由圖6可以看出，隨著氟硅酸鈉用量的不斷增加，粗浮精礦鈦的品位逐漸升高，回收率逐漸降低；當(dāng)氟硅酸鈉的用量由300g/t升高到400g/t，再繼續(xù)升高到500g/t時，粗浮精礦的鈦品位分別升高了3.40%和1.24%，回收率分別降低了1.14%和3.18%。綜合考慮粗浮精礦的鈦品位和回收率，選取最佳氟硅酸鈉用量為500g/t，此時，精礦鈦品位為37.12%，回收率為67.27%。

2.3.3MOH-2用量試驗由中南大學(xué)研制的MOH系列捕收劑與常用的浮鈦捕收劑相比，不僅浮選指標(biāo)穩(wěn)定，而且操作方便。在以上試驗的最佳用量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行MOH-2用量試驗，試驗流程見圖4，結(jié)果如圖7所示。由圖7可以看出，隨著MOH-2用量的增加，粗浮精礦的鈦品位呈下降趨勢，回收率呈先升后降的趨勢，當(dāng)MOH-2用量為2000g/t時，回收率達(dá)到最大值。故捕收劑MOH-2的最佳用量為2000g/t，此時，精礦鈦的品位為35.64%，回收率為72.65%。

2.3.4浮選流程試驗在上述試驗得到的最佳條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行浮選流程試驗，試驗流程如圖8所示，試驗結(jié)果如表4所列。由表4可知，通過一次粗選、三次精選可得到TiO2的產(chǎn)率為4.52%，品位為48.36%，回收率為44.78%的良好指標(biāo)。

3結(jié)論

(1)通過對尾礦性質(zhì)的分析，可知該鐵尾礦中TiO2的含量為4.88%，主要礦物有：綠泥石、石英、鈦鐵礦、金紅石等，主要的回收對象是鈦鐵礦。(2)在磨礦細(xì)度-0.074mm占64.02%、在一段磁場強(qiáng)度為800kA/m、二段磁場強(qiáng)度為640kA/m的條件下，經(jīng)一粗一精的強(qiáng)磁選流程，可以獲得產(chǎn)率為21.82%、品位為18.63%、回收率為83.30%的強(qiáng)磁精礦。(3)在H2SO4用量為1200g/t、氟硅酸鈉用量為500g/t、MOH-2用量為2000g/t的條件下，對強(qiáng)磁精礦進(jìn)行浮選，經(jīng)過一粗三精的浮選流程，最終可獲得產(chǎn)率為4.52%、品位為48.36%、回收率為44.78%的鈦精礦。

作者：牛福生 李卓林 張晉霞 單位：華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)重點試驗室