浮选柱选别攀枝花细粒级钛铁矿试验研究

浮选柱选别攀枝花细粒级钛铁矿试验研究 胡厚勤 （攀钢集团矿业有限公司选钛厂） 摘 要：针对采用常规浮选工艺从原生钒钛磁铁矿中回收细粒钛铁矿回收率低的问题，以生产现场浮钛原料为研究对象，通过构建以柱式结构为特征的选矿过程，优化细粒钛铁矿浮选设备及工艺，达到进一步提高细粒钛铁矿回收率的目的。研究结果表明，浮选柱选别攀枝花细粒级钛铁矿可行，且其对细粒级钛铁矿的回收效果明显优于常规浮选机。 关键词：浮选柱；浮选机；细粒级钛铁矿；回收率 0 引言 钛金属是重要的结构材料和化工材料，它在许多领域都得到了广泛的应用。随着钛工业的不断发展，其对钛原料的需求量也迅速增加。攀西地区钛资源极为丰富，其储量约占世界的35%，约占我国的90%，因此，我国在“六五”至“九五”期间连续将攀枝花钛资源综合利用列为国家科技攻关计划，并在“九五”期间攻克了细粒级钛铁矿（以回收的难题，经过数十年的科技攻关和生产实践积累，目前我国从原生钒钛磁铁矿中回收细粒钛铁矿的生产工艺技术和装备水平已发挥极致，居世界领先水平。 近年，随着矿山的深部开采和前段工序（选铁）工艺升级改造的深入，进入钛铁矿选别流程的原料（选铁尾矿）200目）含量由原来的45%左右上升到65%左右，在此情况下，提高钛铁矿的整体回收率，细粒钛铁矿的回收就显得尤其关键和重要。因此，在现有生产工艺和装备水平基础上寻求一种新工艺、新装备具有重要的现实意义。 浮选柱是20世纪中期诞生的一种浮选设备。“十一五”期间，中国矿业大学通过选矿过程设计与强化研究，研发了拥有自主知识产权的旋流静态微泡浮选柱，这种浮选柱被广泛应用于各种有色金属、黄金、黄铁矿浮选和铁矿反浮选作业1它在微细粒选矿方面有相当显著的成绩，如在浮选氧化铜矿时，对没有被用于细粒钛铁矿选别。本研究就是通过采用浮选柱对攀枝花细粒钛铁矿进行选别的试验研究。 1 试验样品的工艺矿物学性质 矿物成分和解离度分析 试验样品为经过分级弱磁选强磁选脱硫工艺后，进入浮钛选别的物料。试验样品的定量分析和单体解离度结果如表1所示。 表1 矿物成分定量及单体解离度结果 % 矿物 矿物含量 单体解离度 脉石 9 硫化物 9 钛铁矿 1 钛磁铁矿 5 总量 由表 1 可知，单体解离度为81%；钛磁铁矿矿物的含量较少，解离效果差；解离度为79%，与钛铁矿的解离度接近，说明脉石矿物易进入钛铁矿精矿，造成精矿品位下降。 物粒度特性分析 采用标准泰勒筛和粒度特征和金属分布率如表2所示。 攀 钢 技 术 1 表2 试验样品粒度分析结果 粒度/m 产率/% 个别 累积 品位/% 个别 累积 金属分布率/% 个别 累积 +154 154+100 100+74 74+38 38+30 30+20 20 计 从表2可知：试验样品中+远小于试验样品的平均品位，表明该粒级主要以脉石矿物为主；+74金属分布率 可见在磨矿中发生了较为明显的选择性磨矿现象，钛矿物向细粒级集中。试验样品中30m 粒级产率达到 而这主要是由于试验样品进行了原矿化学多元素分析 试验样品的化学多元素分析结果如表3所示。 表3 原矿化学多元素分析 % 他 试验研究 试验系统 试验的浮选柱分选系统采用旋流静态微泡浮选柱作分选设备，1 台搅拌桶作调浆设备，采用3台蠕动泵分别作给料泵、排尾泵和循环泵。 试验药剂及配制 试验过程中所用的捕收剂为钛捕收剂，调整剂为捕收剂使用前将药剂用去离子水稀释成一定浓度，并加温搅拌使其溶解；调整剂硫酸使药剂 原矿 循环泵 浮 选 柱 精矿 尾矿 排尾蠕动泵 给料蠕动泵 图1 实验室浮选柱分选系统 2 2014年第37卷第5期 用前用去离子水稀释成一定浓度。 浮选机探索试验 这个试验的主要目的是探索适宜的药剂制度和浓度等，为下步的浮选柱试验创造条件。采用的流程是一粗两扫两精。试验分为条件试验和流程试验。条件试验结果如表4所示，流程试验结果如表5所示。 表4 浮选机条件试验结果 序号 作业名称 硫酸/ （捕收剂/ （矿浆浓度/ % 浮选时间/ 矿（尾矿）品位/% 精矿回收率/% 1 一次粗选 550 2 200 40 6 一粗一扫 300 4 矿） 3 一粗二扫 0 3 矿） 4 一粗一精 100 34 43 56 5 一粗二精 50 5 浮选机流程试验结果 % 序号 流程名称 精矿品位 尾矿品位 精矿回收率 1 一粗两扫两精开路 一粗两扫两精闭路 浮选柱探索试验 利用浮选机探索试验得到的药剂制度、浓度等工艺条件，进行浮选柱探索试验，确定适宜的浮选柱操作参数。 浮选柱系统分选原理 物料配置成适宜的浓度，加入药剂进行充分搅拌后，由泵送入浮选柱分选，精矿以泡沫形式流出，中矿通过循环泵矿由尾矿泵排出。 浮选柱分选方法包括三部分：柱浮选、旋流分选和管流矿化。柱浮选采用逆流碰撞矿化的浮选原理，在低紊流的静态分选环境中实现矿物的分选，在整个柱分选方法中起到粗选和精选的作用；旋流分选主要是按密度不同的重力分离及在旋流力场背景下的旋流浮选，在柱分选过程中起到扫选中矿作用，它与柱浮选呈上、下结构连接，是柱分选方法的主体；管流矿化利用射流原理，通过气泡发生器引入气体以及粉碎成泡，在管流中形成循环中矿的气固液三相体系，并实现高度紊流矿化，管流矿化沿切线方向与旋流分选相连，形成中矿的循环分选。 浮选柱探索试验 浮选柱探索试验同样做了条件试验和流程试验，试验结果如表6、7所示。 表6 浮选柱条件试验结果 指标 作业名称 给料速度/ （mL循环压力/气量/ m21 精矿品位/% 精矿回收率/% 一次粗选 360 7 浮选柱流程试验结果 序号 流程名称 精矿品位/% 尾矿品位/% 精矿回收率/% 1 一粗一扫开路 一粗一扫一精开路 一粗一扫一精闭路 钢 技 术 3 产品对比分析 将浮选柱一粗一扫一精和浮选机一粗两精两扫闭路试验流程的精矿、尾矿产品进行了粒度和金属分布率考察分析。结果见表811。 表8 浮选柱一粗一扫一精流程闭路试验精矿分析 粒级/m 产率/% 个别 累积 品位/% 个别 累积 分布率/% 个别 累积 +74 74+54 54+41 41+30 30+20 20 计 表9 浮选机一粗两精两扫流程闭路试验精矿分析结果 粒级/m 产率/% 个别 累积 品位/% 个别 累积 分布率/% 个别 累积 +74 74+54 54+41 41+30 30+20 20 计 从表 8、9 的数据可知，浮选柱在回收细颗粒方面有明显优势。浮选柱+74 m 明显比浮选柱高，浮选机在回收粗颗粒方面比浮选柱有优势；m，浮选柱各粒级品位均比浮选机高，且其主导粒级为20 m，金属分布率为 较浮选机高约 8个百分点；对于高于浮选机。 表10 浮选柱一粗一精一扫流程闭路试验尾矿分析结果 粒级/m 产率/% 个别 累积 品位/% 个别 累积 分布率/% 个别 累积 +74 74+54 54+41 41+30 30+20 20 计 4 2014年第37卷第5期 表11 浮选机一粗两精两扫流程闭路试验尾矿分析结果 粒级/m 产率/% 个别 累积 品位/% 个别 累积 分布率/% 个别 累积 +74 54 41 30 20 合计 从表 10、11 的数据可知，浮选柱尾矿的主导粒级+74m 的金属分布率为 说明浮选机在粗颗粒回收上比浮选柱有优势；选柱的各粒级品位均比浮选机低；30m 由于现场采用斜板分级对选柱在微细颗粒回收方面的优势仍然没有得到充分体现。 3 结论 1）浮选机探索试验确定浮选柱适宜操作条件的基础上，进行浮选柱条件优化试验及一粗一扫一精闭路试验，可获得精矿的品位 与浮选机一粗二扫二精闭路试验流程相比，在精矿品位相当的情况下，明浮选柱选别钛铁矿可行。 2）对浮选机和浮选柱分选产品进行的考察结果表明，浮选柱在回收细颗粒钛铁矿方面较浮选机有明显优势。 3）鉴于浮选柱在细粒钛铁矿方面的明显优势，建议进行扩大连选试验。 参考文献 1 7107091,20022 004，（10）编辑 余文华 收稿日期：2014 攀钢西昌钢钒