白马铁矿选钛工艺流程设计

白马铁矿选钛工艺流程设计 李 林 （攀钢集团矿业有限公司设计研究院） 摘 要：针对攀枝花白马矿区一、二期选厂建成投产以后，其选铁尾矿全部排入万年沟尾矿库，既浪费了宝贵的钒钛资源又增加了排尾压力的现状，在大量选钛试验研究的基础上，结合选厂现有工艺流程特点，提出采用原矿分级弱磁除铁强磁重选强磁浮选作为白马选钛工艺推荐的原则流程。 关键词：白马矿；选铁尾矿；选钛；强磁重选；强磁浮选 0 引言 攀枝花钒钛磁铁矿白马矿区现已建成一期和二期两个选矿厂。白马一期工程于2006年底投产，实际原矿处理能力为600万t/a，原矿全部来自及及坪矿区。一期选矿工艺流程采用的是三段一闭路的常规破碎筛分流程、阶磨阶选二段闭路磨矿的磨选流程。白马二期工程于2011年10月全面投产，生产规模900万t/a，原矿分别来自及及坪矿区（400万t/a）和田家村矿区（500万t/a）。二期选矿工艺流程采用的是一段破碎、半自磨的阶磨阶选流程。一、二期选矿处理原矿总规模为1 500万t/a，年产平均选铁尾矿高达1 a，此时的选铁尾矿全部排入万年沟尾矿库，既浪费了宝贵的钒钛资源，同时还增加了排尾压力。矿产资源作为一种不可再生资源，为了使矿产资源得到高效利用，积极开展白马矿区选钛工艺设计有着极其重要的作用。 1 矿石性质 矿石的矿物组成 白马矿区钒钛磁铁矿主要有用矿物为钛磁铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、硫钴矿等，除对铁进行回收外，尚有钛、钒和硫钴具有综合利用价值。 选铁尾矿中钛主要赋存于钛铁矿中，其次是选铁后残留在尾矿中的钛磁铁矿及脉石矿物中。脉石中的钛主要赋存在钛普通辉石、钛角闪石、云母和绿泥石等矿物中。 选钛原料化学成分 选钛原料化学成分见表1。选钛原料钛物相分析结果见表2。从表1可看出，选钛原料中有价值的元素是铁、钛、硫和五氧化二钒。从表2可以看出，选钛原料中钛主要赋存于钛铁矿中。 表1 选钛原料化学成分 % 2O P S ：表2 选钛原料钛物相分析结果 % 钛铁矿中属量 布率 钢 技 术 13 选钛原料矿物解离度分析 选钛原料矿物解离度综合比较见表3。从表3可以看出，在相同粒度条件下钛铁矿的解离度高于其它有用矿物。当粒度在0.1 铁矿基本完全解离。 表3 选钛原料矿物解离度综合比较 累计含量/% 钛磁铁矿 钛铁矿 硫化矿 脉石 粒级/家村 及及坪 田家村 及及坪 田家村 及及坪 田家村 及及坪 + 工艺矿物学研究结果 经研究表明：白马铁矿中钛的主要以钛铁矿形式出现，钛铁矿分片状和粒状，片状钛铁矿的片晶沿磁铁矿的一定方向解理分布，以固溶体析出物存在在磁铁矿中成为钛磁铁矿，在选铁过程中进入铁精矿，粒状钛铁矿是综合回收钛的主要矿物。 2 不同流程选钛试验指标 四川矿产综合利用研究所、马鞍山矿山研究院和长沙矿冶研究院等多家单位曾经对白马矿区钛资源的综合利用进行过大量的实验室研究工作。开展了强磁螺旋浮选电选流程、螺旋浮选电选流程、螺旋强磁浮选电选流程和强磁浮选等工艺流程，试验研究均取得了相对理想的试验指标，但由于前期开展的选钛试验研究工作是在白马矿区未进行投产前进行的，其试验的矿样不具备足够的代表性，不能作为现阶段选钛工艺流程设计的依据。为此针对白马矿区一期、二期建设投产以后的实际情况，2012年重新进行了选钛工艺试验研究工作，本次试验研究主要采用“原矿混合+强磁+重选+强磁+浮选”、“原矿分级+两段强磁+浮选”及“原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”三种不同试验流程对白马选铁尾矿进行选钛试验研究工作，其选钛试验指标见表4。 从表4结果看，三种流程不同浮选原矿粒度条件下都能获得合格的钛精矿，但“原矿混合+强磁+重选+强磁+浮选”流程获得的钛精矿流程产率和回收率都相对较低，可以判断其主要原因是重选对细粒级钛铁矿回收效果较差所致，故不推荐原矿混合的条件进行选钛。在原矿分级条件下，综合考虑磨矿成本、产品指标及工艺矿物学参数测定的单体解离情况，200目)含量45%55%为宜。 3 工艺流程比较 流程产物分析 在对原矿进行分级的条件下，对“原矿分级+两段强磁+浮选”及“原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”两个工艺流程进行主要矿物的含量分析比较。两种流程不同粒度下的浮选原矿矿物组成对比见表5。 14 2015年第38卷第3期 表4 三种流程不同浮选原矿粒度条件试验指标 % 试验流程 浮选原矿品位 浮选原矿粒度（产率 精矿 品位 回收率 备注 原矿混合+强磁+重选+强磁+浮选 路浮选 路浮选 路浮选 原矿分级+两段强磁+浮选 路浮选 路浮选 路浮选 路浮选 原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选 路浮选 注:均为开路浮选 表5 两种流程不同粒度下的浮选原矿矿物组成对比 % 品位 试验流程 钛磁铁矿 钛铁矿 辉石 橄榄石 角闪石 斜长石 段强磁+浮选 矿分级+强磁+重选+强磁+表5可以看出“原矿分级+两段强磁+浮选”流程获得的产品钛铁矿的含量较低，脉石矿物主要为橄榄石、钛磁铁矿、辉石和角闪石，其次为斜长石；而“原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”流程获得的产品钛铁矿的含量较高，脉石矿物主要为橄榄石、辉石、钛磁铁矿和角闪石，其次为斜长石；两种流程比较可看出增加螺旋溜槽重选后不仅对浮选原矿品位提高较大，同时对影响下步浮选的钛磁铁矿（这种矿物对浮选指标影响较大）含量有较大幅度的降低，可见重选能抛除极细粒及极贫连生体的钛磁铁矿，有助于下一步浮选；两种流程比较还可看出增加螺旋溜槽重选还可以降低浮选原矿中橄榄石含量。 浮选药剂成本分析 将“原矿分级+两段强磁+浮选”流程与“原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”流程不同粒度下的开路浮选药剂成本进行分析比较，具体见表6。 表6 两种流程浮选药剂成本分析 试验流程 粒度（% 黄药/gggg00 50 3 680 500 2 000 00 50 3 900 500 2 000 00 50 3 850 500 2 000 均单耗 300 50 3 810 500 2 000 均成本(元) 25 原矿分级+两段强磁+浮选 单位原矿药剂成本：位钛精矿药剂成本：t 00 50 3 700 500 2 000 00 50 3 700 500 2 000 00 50 3 900 500 2 000 均单耗 300 50 3 767 500 2 000 均成本(元) 25 原矿分级+强磁+重选+强磁+ 浮选 单位原矿药剂成本：位钛精矿药剂成本：t 注：按照黄药8 500元/t，2#油9 000元/t，硫酸600元/t，柴油8 000元/t，捕收剂1 250元/攀 钢 技 术 15 从表6可以看出，两种流程各种药剂消耗量相当，“原矿分级+两段强磁+浮选”“原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”该流程单位钛精矿药剂成本较“原矿分级+两段强磁+浮选”钛精矿选别成本分析 根据攀钢密地选钛厂现有钛精矿成本按工序成本分解，将两种工艺流程回收白马选铁尾矿中钛铁矿的选别成本比较，结果见表7。 表7 不同工艺钛精矿选别成本分析 密地选钛厂 白马“两段强磁+浮选” 白马“两段强磁+重选+浮选” 工序 单位成本/元t 工序成本/元 单位成本/元t 工序成本/元 单位成本/元原矿/t 工序成本/元 隔渣 磁除铁 段强磁 选 段强磁 矿 选 滤 燥包装 矿成本 矿成本 1 表7可以看出，“原矿分级+两段强磁+浮选”位钛精矿成本1 “原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”该流程单位钛精矿成本较“原矿分级+两段强磁+浮选”4 选钛工艺设计特点 据选钛工艺流程指标、产物分析、药剂成本及浮选操作难易度等方面综合考虑，推荐采用“原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”流程对白马选铁尾矿中的低品位钛铁矿进行经济、高效回收，原则流程见图1。 选钛设计指标 根据选钛试验指标及推荐原则流程，确定白马选钛设计指标见表8。 从表8可以看出，通过优化设计指标和设计流程，将白马选铁尾矿为1 年可以从中选出 品位为30%分实现了矿产资源的高效利用。 设计流程主要特点 大量的试验研究不难得出白马选铁尾矿进一步选钛存在以下难点：白马选铁尾矿中钛铁矿的含量较低，属攀西四大矿区中含量最低的，通过物相分析，加了钛铁矿的回收难度；白马选铁尾矿中矿物组成较复杂，含有较多橄榄石，并且弱磁性矿物多，所以选别富集钛铁矿时部分很可能进入钛精矿而导致精选难度加大；由于白马选钛工艺流程比较复杂，导致白马选铁尾矿钛铁矿回收成本较高。 白马选钛工艺流程的设计针对以上主要难点，结合白马选矿厂一期、二期工艺流程磁选尾矿粗、细分离的特点，将粗粒部分增加重选抛尾作业，既减少入磨的矿量同时提高了入浮品位，解决了白马选钛工艺流程原矿品位较低，选矿成本较高的难点。 16 2015年第38卷第3期 图1 原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选工艺流程 表8 白马选钛设计指标 产品名称 产量/万t 钛原料 1 钛精矿 次铁精矿 硫钴精矿 尾矿 攀 钢 技 术 17 原矿 隔渣 -2 2 级 粒一段除铁 粗粒一段除铁 细粒一段强磁 细粒二段强磁 粗粒一段强磁 螺旋溜槽粗选 螺旋溜槽扫选 磨矿 分级 二段除铁 三段强磁粗选 三段强磁扫选 浮硫 次铁精矿 浮钛粗选 精I 精 精 精 铁精矿 扫 扫I 浮硫精矿 尾矿 5 结语 目前，攀枝花钒钛磁铁矿白马矿区选铁尾矿高达1 a，然而随着矿山开采的不断深入，矿石性质随之发生了较大变化，选铁尾矿中的前针对白马选铁尾矿的选钛试验研究成果，已不能作为现阶段白马选钛工艺设计的依据。为此在白马一期、二期选厂建成投产以后，将白马选铁尾矿作为试验矿样，在大量选钛试验研究的基础上提出采用“原矿分级弱磁除铁强磁重选强磁浮选”工艺流程作为本次白马选钛工艺流程的设计原则流程，该工艺流程的制定充分结合现场实际情况，具有灵活、适应性强、经济、合理的主要特点。 参考文献 1 金工业出版社. 2 金工业出版社. 1989. 3 4 5 编辑 余文华 收稿日期：2015 鞍钢集团与中国铁建签署海外业务合作协议 随着“一带一路”国家战略的推进，中央企业“走出去”的步伐正在迅速加快。3月19日，鞍钢集团公司董事长张广宁、总经理唐复平与中国铁建董事长孟凤朝进行会谈交流，并签订海外业务合作协议。这将进一步发挥双方品牌优势，协同提升跨国经营能力，推进优势产能转移和海外布局。鞍钢集团与中国铁建具有良好的合作基础，双方于去年签署战略合作框架协议，在钢材品种开发与应用、工程项目、设计推广、海外项目、房地产项目等方面开展了更加广泛的合作。为响应国家鼓励中央企业“走出去”的号召，双方决定在原有战略合作基础上签署海外业务合作协议。根据协议，双方将充分利用海外营销网络，发挥中国铁建在海外的市场优势及鞍钢的产品研发优势，共同合作寻求海外工程项目的市场机会，大力拓展海外项目合作领域。双方还将建立与国际业务发展相匹配的人才培养和交流机制，建立畅通的信息交流机制和完善的海外信息沟通渠道，相互借鉴国际化管理经验，实现共同发展。孟凤朝表示，这次海外业务合作协议的签署，必然更加密切双方合作关系，做大钢材合作量，做成海外合作项目。唐复平表示，多年来鞍钢集团与中国铁建积极合作