钛含量极低复杂难选的钒钛磁铁矿选铁尾矿回收钛铁矿研究

1钛含量极低复杂难选的钒钛磁铁矿选铁尾矿回收钛铁矿研究主讲人：周建国职称：高级工程师21、前言2、矿石性质3、选矿试验研究指标4、结论3攀枝花、红格、白马、太和铁矿并称“攀西四大钒钛磁铁矿区”，这些矿区除白马铁矿正在建设钛精矿回收生产线外，其它矿区在回收钛磁铁矿的同时，均回收了钛铁矿。钒钛磁铁矿选铁后，尾矿作为选钛的原料，大部分TiO2的含量在8.5%-12%之间，少量在7%-8.5%之间，基本上属于辉长岩型矿石，绝大部分采用“强磁—强磁—浮选”工艺获得钛精矿，少量对粗粒级钛铁矿采用“重选—干式磁选”工艺获得钛精矿，选钛后的尾矿大部分厂矿TiO2的含量在6.0%-7.5%之间，少量厂矿的选钛尾矿TiO2的含量在5.5%-8.0%之间。攀钢新白马矿业有限责任公司选矿厂目前已经形成选铁尾矿量10,500Kt/a，尾矿中TiO2含量在3.0%-4.0%之间，平均为3.7%，目前正在新建钛精矿生产线。1前言42.1矿物组成2矿石性质表1矿物成份表类别主次金属矿物非金属矿物氧化物硫化物主要钛磁铁矿、钛铁矿磁黄铁矿、黄铁矿中－拉长石、橄榄石、普通辉石。次要磁铁矿、磁赤铁矿、褐铁矿。黄铜矿、镍黄铁矿。黑云母、普通角闪石、蛇纹石、绿泥石、伊丁石、异剥辉石。少量金红石、白钛石、赤铁矿、钙钛矿。方黄铜矿、紫硫镍矿、兰辉铜矿、马基诺矿、斑铜矿、墨铜矿。绢云母、透闪石、黝帘石、石英、锆石、绿帘石、钠长石、榍石、方解石、磷灰石、尖晶石5矿物名称脉石硫化物钛铁矿钛磁铁矿总量重量％86.912.595.55.0100.00表2选钛原料矿物组成表（单位：重量％）2矿石性质6矿区矿段矿石类型攀枝花兰家火山辉长岩朱家包包辉长岩尖包包辉长岩白马及及坪橄榄辉长岩田家村橄榄辉长岩太和辉长岩红格北矿区辉长岩辉石岩橄榄岩南矿区辉长岩辉石岩橄榄岩表3不同矿区的矿石类型2矿石性质72.2主要矿物工艺特性（1）钛磁铁矿在白马矿区，钛磁铁矿是主要含铁的工业矿物，亦是钛、钒、铬、镓等有益组分的载体。钛磁铁矿由主晶矿物磁铁矿和各种出溶物钛铁矿、尖晶石、钛铁晶石组成复合矿物，系固溶体分解作用所形成。铁精矿中钛磁铁矿定量数据相关因素加权计算，铁精矿理论TFe含量59.62％。（2）钛铁矿钛铁矿是主要含钛的工业矿物，本矿区的钛铁矿还含有钪等微量元素。白马矿区的钛铁矿含MgO2.27％，CaO0.02％，是四大矿区中含镁最低，钛精矿中杂质少。钛精矿的理论品位是钛铁矿单矿物平均含钛量，经测试为TiO251.12％。粒状钛铁矿嵌布特征简单，与其他矿物接触界线平直，易于解离成单体。2矿石性质8（3）硫化物硫化物的矿物种类很多，主要是磁黄铁矿，占硫化物总数的80％以上。其次为黄铜矿、黄铁矿、镍黄铁矿等，其他矿物含量很少。（4）脉石矿物脉石矿物主要由斜长石、橄榄石、辉石（普通辉石、透辉石、异剥辉石）组成。结晶程度好，多为半自形-自形晶，少数为他形晶。呈单体或集合体出现，粒度较大，一般为1～5mm。脉石矿物间隙常被铁钛氧化物充填，形成典型的海绵陨铁结构。在脉石与铁钛氧化物接触处往往形成黑云母化、绿泥石化、蛇纹石化、高岭石化以及伊丁石化。总脉石中主要成份铁、钛含量为：TFe9.83％，TiO20.57％。2矿石性质9斜长石：主要是拉长石，粒度粗大，常与橄榄石、辉石等密切共生，形成集合体。与铁、钛氧化物接触界线平坦，易于解离。拉长石除少数有铁钛氧化物的细小包体外，一般比较干净。橄榄石：橄榄石蚀变后往往析出磁铁矿，因此橄榄石的磁性增强，在磁选过程中进入铁精矿。橄榄石的比磁化系数变化较大，在强磁选钛时会有一部分橄榄石进入钛精矿。橄榄石本身硬度较大，解理不显著，但由于沿橄榄石的边缘或裂隙不同程度地被蛇纹石、伊丁石交代，橄榄石的某些物理性质发生了变化，因此易破碎成细小颗粒。辉石：主要为普通辉石、透辉石、异剥辉石。蚀变现象普遍，常变化为角闪石、绿泥石、黑云母等。辉石类矿物解理和裂理发育，加工过程中易于破碎。2矿石性质102.3主要矿物的物理性质（1）主要矿物的磁性攀枝花钒钛磁铁矿中的钛磁铁矿、部分磁黄铁矿为强磁性矿物，钛铁矿、普通辉石、普通角闪石、橄榄石等为弱磁性矿物（电磁性），中拉长石、黄铁矿等为非磁性矿物。钛磁铁矿与磁铁矿性质相同，属铁磁性物质。比磁化系数31760～78000钛铁矿为弱磁性矿物。及及坪比磁化系数279.70田家村比磁化系数250.9全区混合样比磁化系数2682矿石性质11硫化物中的黄铁矿为非磁性矿物，其比磁化系数很小。磁黄铁矿有两种，一类磁性强，一般磁铁可吸引，其比磁化系数大于1100，另一类为弱磁性，比磁化系数在300左右。黄铁矿属于抗磁性矿物，其比磁化系数在5左右。脉石矿物中斜长石为非磁性矿物，其他均为电磁性矿物，其中，按磁性大小的顺序为，橄榄石＞普通辉石＞普通角闪石。同一种矿物中由于内部铁钛氧化物包体及分离析出物数量的不同，其磁性差异较大，随铁的含量增加而增强。橄榄石比磁化系数136.32～792.97平均值288.59中～拉长石比磁化系数1.81～14.97平均值5.07总脉石比磁化系数26.66～132.20平均值48.312矿石性质12（2）主要矿物的比重白马全矿区矿石平均比重3.53钛磁铁矿平均比重4.83钛铁矿平均比重4.63硫化物平均比重：黄铁矿4.91磁黄铁矿4.55脉石：普通辉石3.33中－拉长石2.68橄榄石3.452矿石性质132.4选钛技术难点（1）选铁尾矿中钛铁矿的含量较低，为3%-4%，为四大矿区中最低的，较攀钢密地选钛厂和四川龙蟒矿冶有限公司的选钛后总尾矿还低2-3个百分点。2矿石性质142矿石性质矿物攀枝花矿区白马矿区太和矿区红格矿区含量分布率含量分布率含量分布率含量分布率钛磁铁矿3.565.075.014.171.971.661.151.23钛铁矿14.5286.225.574.3118.9190.0520.0490.01硫化物1.202.590.831.53脉石80.728.7186.9111.5278.298.2977.288.76表4四大矿区选铁尾矿中钛含量和分布率情况（%）由表4可看出，白马矿区选铁尾矿中钛铁矿含量和分布率是四大矿区中最低的。152矿石性质表5四大矿区原矿和磁尾中元素含量情况（%）由表5可看出，白马矿区原矿和磁选尾矿中TiO2品位都是最低的。矿区名称元素含量TFeTiO2SCaOMgOSiO2Al2O3V2O5攀枝花矿区原矿31.8010.550.606.536.3621.159.050.32磁尾13.409.750.430.09白马矿区原矿26.626.090.374.048.8827.5511.140.25磁尾12.573.700.42红格矿区原矿22.179.460.449.759.2529.776.250.20磁尾13.3010.680.32太和矿区原矿25.6911.220.2426.120.20磁尾12.4310.590.0516（2）选铁尾矿中矿物组成复杂，含有较多橄榄石，在脉石与铁钛氧化物接触处往往形成黑云母化、绿泥石化、蛇纹石化、高岭石化以及伊丁石化。脉石矿物与目的矿物比重相近，比磁化系数相近，所以选矿富集钛铁矿时部分很可能进入钛精矿而导致选别难度加大。2矿石性质17对白马选矿厂的选铁尾矿进行了多次回收钛铁矿试验研究工作。针对白马铁矿选铁尾矿中钛铁矿品位低，TiO2含量为3.70%（文中的品位均为TiO2的含量）在脉石与铁钛氧化物接触处往往形成黑云化、绿泥石化、蛇纹石化、高岭石化以及伊丁石化的特点，并结合攀钢密地选钛厂采用“强磁+强磁+浮选”流程进行扩能改造的成功经验，拟采用“原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”流程对白马选铁尾矿中的钛铁矿进行回收流程研究。3选矿试验研究主要指标183.1原矿情况表6原矿全粒级筛析结果3选矿试验研究主要指标粒级（mm）产率（%）品位（TiO2,%）金属分布率（TiO2,%）+23.702.172.162-0.835.451.592.340.83-0.3814.001.676.320.38-0.259.753.218.460.25-0.184.703.854.890.18-0.154.854.35.630.15-0.123.204.433.830.12-0.106.054.747.750.10-0.0748.854.8111.50-0.07439.454.4247.11合计100.003.70100.00由表6可看出，原矿钛品位为3.70%，-0.074mm目含量39.45%，随着粒级变细，钛的品位有升高的趋势，由此判断可通过磨矿进一步提高其单体解离度。193.2一段强磁试验根据钒钛磁铁矿选铁尾矿回收钛铁矿的经验，拟采取“强磁-强磁-浮选”的原则流程进行流程研究。选钛原料经原矿处理流程：浓缩—隔粗—粗细分级—脱铁后，进行一段强磁试验研究。3选矿试验研究主要指标20表7粗粒级一段强磁试验结果3选矿试验研究主要指标由表7可看出，粗粒级（0.15mm筛孔尺寸高频筛分级）矿物，通过一段强磁选别得到产率51.03%、TiO2品位6.04%、TiO2回收率83.99%的精矿，尾矿TiO2品位为1.20%。矿区产品产率（%）品位（TiO2，%）回收率（TiO2，%）白马矿精矿51.036.0483.99尾矿48.971.2016.01原矿100.003.67100.00攀枝花矿精矿50.5516.5085.54尾矿49.452.8514.46原矿100.009.75100.00红格矿精矿41.2420.5082.89尾矿58.762.9717.11原矿100.0010.20100.0021表8细粒级一段强磁试验结果3选矿试验研究主要指标由表8可看出，细粒级通过一段强磁选别得到产率33.29%、TiO2品位9.65%、TiO2回收率70.45%的精矿，尾矿TiO2品位为2.02%。矿区产品产率（%）品位（TiO2，%）回收率（TiO2，%）白马矿区精矿33.299.6570.45尾矿66.712.0229.55原矿100.004.56100.00攀枝花矿区精矿48.2817.8084.92尾矿49.452.9515.08原矿100.0010.12100.00红格矿区精矿42.3922.5084.49尾矿57.613.0415.51原矿100.0011.29100.00223.3二段强磁试验表9二段强磁试验结果3选矿试验研究主要指标矿区产品产率（%）品位（TiO2，%）回收率（TiO2，%）白马矿区精矿53.6911.0783.48尾矿46.312.5426.52原矿100.007.12100.00攀枝花矿区精矿66.3521.5486.61尾矿33.654.6713.39原矿100.0016.50100.00红格矿区精矿64.1330.2590.57尾矿35.875.639.43原矿100.0021.42100.00233.4一段强磁精矿重选试验指标从表9可看出，白马矿通过：“强磁—磨矿分级—强磁”获得精矿品位在11%左右，达不到钛铁矿浮选的基本品位，与攀枝花矿和红格矿相比与选铁尾矿的TiO2差不多。为此考虑在一段强磁作业后增加重选作业。3.4.1粗粒级螺旋溜槽重选试验将粗粒级一段强磁精矿在南非马泰螺旋溜槽进行重选试验，试验流程见图5，试验结果见表10和表11。3选矿试验研究主要指标24表10粗粒级重选螺旋溜槽试验结果3选矿试验研究主要指标产品产率（%）品位（TiO2，%）回收率（TiO2，%）精矿20.5514.1248.02扫Ⅰ10.6210.1217.79扫Ⅱ4.638.426.45尾矿64.202.6127.74原矿100.006.04100.00表11粗粒级重选螺旋溜槽综合试验结果产品产率（%）品位（TiO2，%）回收率（TiO2，%）精矿35.8012.1972.26尾矿64.202.6127.74原矿100.006.04100.00由表10和11可看出，粗粒级一段强磁精矿通过重选选别，粗选得到产率20.55%、TiO2品位14.12%、TiO2回收率48.02%的精矿；扫