攀西地区低品位钒钛磁铁矿综合评价及工业指标论证-矿产综合利用

1、攀枝花朱家包包低品位钒钛磁铁矿选矿研究刘川，张才学（四川省地矿局成都综合岩矿测试中心，四川 成都， 610081）摘要：对含TFe为13.54%,TiO2为7.31%的攀枝花低品位钒钛磁铁矿，进行了粗磨湿式中磁抛废、细磨弱磁选铁和选铁尾矿强磁-浮选选钛的选矿工艺试验研究。该工艺最终获得了含TFe为55.18%，回收率为39.98%铁精矿和含TiO2 为46.13%，回收率为43.70%钛精矿，实现了对原矿中铁、钛的较佳回收。关键词：钒钛磁铁矿；钛铁矿；磁选；浮选；预先抛尾doi:10.3969x4.00x中图分类号:TD951 文献标志码:A 文章编号:1000-6532(2015)04据最新

2、勘探结果，攀枝花境内钒钛磁铁矿累计探明资源储量达73.37亿吨t，其中，钒资源储量达1547万吨t，占国内第一、世界第三位；钛资源储量5.38亿t吨，占世界第一位；并伴生铬、钴、镍、镓等稀贵元素，具有十分重要的综合利用价值。该课题研究结合攀西地区钒钛磁铁矿整装勘查项目，进行低品位(TFe含量10%-15%)钒钛磁铁矿资源综合利用研究，依据研究结果，对钒钛磁铁矿进行综合评价，为综合性多指标圈定矿体提供依据，为释放和扩大攀西地区铁、钛、钒资源量提供技术和经济指标支持。1 矿石性质攀枝花朱家包包铁矿的含矿母岩属含钒钛磁铁矿层状辉长岩，是铁、钒、钛共生的复合矿，矿物组成具有如下特点：(1) 铁钛致密共

3、生，90以上的钒赋存于钛磁铁矿中。(2)含钛矿物主要是粒状钛铁矿和钛铁尖晶石，钛铁矿中TiO2含量约53，钛铁尖晶石中TiO2含量约36，存在于钛磁铁矿中的钛铁尖晶石所含的TiO2不能用选矿分离的方法单独回收。(3) 钒钛磁铁矿中共、伴生元素除钒钛外，还有钴、镍、铬、镓、铜、钪等可回收利用。1.1主要矿物的嵌布特征岩石是辉长结构，块状构造，由普通辉石、拉长石、角闪石、不透明矿物以及很少的橄榄石等组成。矿石中金属矿物总量约10%，主要为钛铁矿、磁铁矿及很少的磁黄铁矿、微量或偶见黄铁矿和黄铜矿。钛铁矿呈他形晶粒状，集合体形状极不规则，粒度变化较大，由0.021.00 mm，约80%的颗粒粒径平均在

4、0.300.50 mm。磁铁矿呈半自形他形不规则状晶粒，粒度多在0.300.70 mm间，部分与钛铁矿连生。与钛铁矿一起，充填在脉石矿物粒间空隙中，个别磁铁矿裂隙中，见磁黄铁矿充填，形成显微细脉。磁黄铁矿呈他形晶粒状，粒径在0.120.20 mm间，细小者为0.04 mm，分布不均匀，少数嵌生于钛铁矿中，个别与磁铁矿连生。1.2原矿矿物组分分析原矿多元素分析结果见表1，原矿铁、钛物相分析见表2、表3。收稿日期：2014-12-24，改回日期：2015-03-07项目基金：四川省国土资源厅2011年度第二批地勘基金项目（川国土资函20111272号）作者简介：刘川（1970-），男，工程师，主要

5、从事贵金属测试及物相分析工作。表1 原矿多元素分析结果/%Table 1 The analysis results of multi-element of the raw oreTFeTiO2V2O5SiO2Cr2O3CuCoNiSAl2O313.547.310.0937.180.020.0020.010.0060.4112.09表2 原矿铁物相分析结果Table 2 The analysis results of iron phase相 名钛磁铁矿中Fe赤褐铁矿中Fe钛铁矿中Fe硫化铁中Fe硅酸铁中Fe合 计含 量/%5.52 2.18 1.77 0.56 3.51 13.54 分布率/%4

6、0.77 16.10 13.07 4.14 25.92 100.00 表3 原矿钛物相分析结果Table 3 The analysis results of titanium phase相 名钛铁矿中TiO2钛磁铁矿中TiO2金红石中TiO2硅酸盐中TiO2合 计含 量/%4.441.380.181.237.23分布率/%61.4119.092.4917.01100.00从原矿矿物组分分析结果可知，该矿中能回收利用的矿物主要是钛磁铁矿、钛铁矿。2 选矿试验选矿均需将矿物单体解离，钒钛磁铁矿矿石磨矿工艺广泛采用一段磨矿或二段磨矿。一段闭路磨矿工艺是处理粗粒及中粒嵌布矿石的首先方案，二段磨矿工艺是

7、根据能否提前抛尾，有连续磨矿和间断磨矿之分。采用磁选工艺从钒钛磁铁矿中提取铁精矿产品是最佳分选方案；为了获得含TiO2 4648%高品质的钛精矿产品，依据各种矿物物理性质的差异，对选铁尾矿可采用重-浮选联合法、强磁-浮选法、强磁-重选法、强磁-重选-浮选、分级联合选矿法等联合选矿法。2.1选铁试验研究依据原矿主要矿物嵌布特征、矿物组分及原矿铁、钛化学物相研究结果，对该低品位钒钛磁铁矿采用粗粒度湿式抛尾，对抛尾粗精矿细磨后弱磁选铁的工艺流程1。依据详细的选铁条件试验结果，确定选铁试验流程及条件见图1，试验结果见表4，试验可获得含TFe为55.18%，回收率为39.98%的铁精矿产品；含TiO2为

8、27.43%的选钛入料，TiO2的回收率为63.30%，达到了经济上可行科学合理的工艺流程2。表4 选铁试验结果Table 4 The test results of iron separation产品名称产率/%品位/%回收率/%TFeTiO2TFeTiO2铁精矿9.81 55.18 9.98 39.98 13.39 选钛入料16.87 23.16 27.43 28.85 63.30 磁选尾矿23.54 5.98 2.08 10.40 6.70 废 石49.78 5.65 2.44 20.77 16.61 原 矿100.00 13.54 7.31 100.00 100.00 原矿（TFe 1

9、3.54%,TiO2 7.23%）磨 -1.00mm中磁 抛尾磁场强度：0.5T图1 选铁试验流程Fig.1 The flowsheet of iron separation test废 石磨 -0.074mm占80%弱磁 粗选0.16T脱 磁铁精矿磁选尾矿选钛入料湿式强 磁选弱磁 精选0.12T0.8T2.2选钛试验研究2.2.1选钛捕收剂MOH用量对选铁尾矿进行强磁选获得的选钛入料按图2的流程进行选钛捕收剂MOH用量条件试验研究，试验获得钛粗精矿中TFe和TiO2的品位和回收率趋势见图3，分析可知选择捕收剂MOH用量为：粗选1200 g/t，扫选600 g/t较宜。药剂用量单位：g/t钛粗

10、精矿脱 硫2/粗 选硫粗精矿2× Na2SiO3：6002× 黄药（丁黄：乙黄=1:1）：802× 2#油： 603选钛入料（-0.074mm79.1%）2× H2SO4：8002× 草酸： 8002× 捕收剂MOH：变量2× 煤油： 402钛粗精矿尾 矿图2 选钛条件试验流程Fig.2 The flowsheet of titanium conditionConcentrator test2/扫 选2× H2SO4：4002× 草酸： 4002× 捕收剂MOH：（粗选减半）2× 煤油

11、： 202图3 选钛捕收剂MOH用量试验结果Fig.3 Test results of the MOH dosage of collector fortitanium concentrator collector test resultsseparation2.2.2选钛调整剂H2SO4用量按图2的试验流程，在确定捕收剂MOH用量的条件下进行调整剂H2SO4用量条件试验研究，试验获得钛粗精矿中TFe和TiO2的品位和回收率趋势见图4，分析可知选择调整剂H2SO4用量为：粗选800 g/t，扫选400 g/t较宜。图4 选钛调整剂H2SO4用量试验结果Fig.4 Test results of

12、The the H2SO4 dosage of titanium concentrator adjusting agent testregulator for titanium separation results2.2.3选钛闭路试验依据选钛入料进行捕收剂和调整剂用量试验研究结果，结合相关技术资料，在选钛入料细度为-0.074mm79.1%，选钛采用水玻璃、2#油，丁基黄药和乙基黄药脱硫，调整剂硫酸和草酸，捕收剂MOH，促进剂煤油进行浮钛。对选钛入料进行了详细工艺流程研究，最终确定对选钛入料脱硫后浮钛3-5。为了避免细粒及矿泥对钛精矿质量的影响，采用一粗一扫三精流程选出较粗易浮部分的钛铁矿；

13、将精选中矿集中再进行四次依次返回的精选，选出较细部分的钛铁矿6，对钛的回收达到了较好的效果。选钛工艺流程见图5，其结果见表5。表5 选钛试验结果Table 5 The test results of titanium separation产品名称产率/%品位/%回收率/%作业相对原矿TFeTiO2作业相对原矿TFeTiO2TFeTiO2硫粗精矿1.35 0.23 24.96 15.94 1.45 0.78 0.42 0.50 钛精矿130.17 5.09 34.18 46.12 44.53 50.73 12.85 32.11 钛精矿210.83 1.83 34.29 46.37 16.03 1

14、8.31 4.62 11.59 浮选尾矿57.65 9.72 15.26 14.36 37.99 30.18 10.96 19.10 选钛入料100.00 16.87 23.16 27.43 100.00 100.00 28.85 63.30 图5 选钛试验工艺流程 Fig.5 The flowsheet of titanium separation test浮选尾矿钛精矿12× H2SO4：320 2× MOH： 2402× 煤油： 20扫 选2× H2SO4：400 2× MOH：6002× 煤油： 30精 选12× H

15、2SO4：2401/30/精 选2精 选31/30/1/中矿 精选12× Na2SiO3：4002× H2SO4：4002× MOH：2402× 煤油： 202× Na2SiO3：2402× H2SO4：240中矿 精选22× Na2SiO3：1202× H2SO4：120中矿 精选3中矿 精选42× Na2SiO3：4002× H2SO4：4002× MOH：2402× 煤油： 201/30/1/30/1/30/1/钛精矿21/30/药剂用量单位：g/t选钛入料脱 硫1/3

16、0/粗 选硫粗精矿2× Na2SiO3：6002× 黄药（丁黄：乙黄=1:1）：802× 2#油： 603选钛入料（-0.074mm79.1%）2× H2SO4：8002× 草酸： 8002× MOH：12002× 煤油： 4023 结 论（1）、朱家包包低品位钒钛磁铁矿中TFe仅为13.54%，钛含量TiO2 7.31%，矿石主要为钛铁矿和磁铁矿，磁性铁含量占全铁的40.77%，钛铁矿占含钛矿物的61.41%。（2）攀枝花朱家包包低品位钒钛磁铁矿采用粗（-1.00mm）磨湿式抛废、细磨（-0.074mm 80%）弱磁选铁、

17、强磁（0.8T）浮选选钛工艺流程。试验研究结果表明可获得含铁55.18%，回收率为39.98%铁精矿和含TiO2 46.13%，回收率为43.70%钛精矿，原矿中可回收的铁、钛都得到了较好的回收。（3）依据翁庆强钒钛磁铁矿合理经济品位研究分析资料表明：在这么低品位的原矿中，该工艺流程科学合理，获得的铁精矿和钛精矿都达到了经济上可行的经济品位要求。参考文献:1肖六均.攀枝花钒钛磁铁矿资源及矿物磁性特征J. 金属矿山，2001,1（295）：28-30.2翁庆强.钒钛磁铁矿合理经济品位研究分析J.矿冶工程,2011,31(5):114-117.3王洪彬，张红先.MOH捕收剂浮选攀枝花微细粒级钛铁矿

18、试验研究J. 矿冶工程,2007,27(5):27-30.4罗溪梅，童雄.钛铁矿浮选药剂的研究概况J.矿冶，2009,18（2）：13-185龙云波，张裕书.低品位钒钛磁铁矿选铁尾矿综合回收钛试验研究J. 矿业快报，2007,459：22-24.6戴新宇.F968捕收剂富集攀枝花细粒级钛铁矿的试验研究J. 金属矿山，2000,11（293）：40-43.The Study of on Ore Dressing for a on Low Low-Grade grade vanadium titano-magnetiteVanadium Titano-magnetite ore Ore in Zh

19、ujiabaobao Pan zhi-hua Zhu-jia-bao-baoLiu chuan, Zhang caixue(Chengdu Sichuan Province Departmental Comprehensive Rock Ore Testing Center, Chengdu 610081,Sichuan,China)Abstract: The combined process of coarse grinding by wet tailings discarding method, finely ground-low intensity magnetic separation

20、, and then high intensity magnetic separation-flotation was adopted for The the low low-grade of vanadium titantium magnetite from Panzhihua with the TFe grade of 13.54% and TiO2 grade of 7.31%,adopting coarse grinding-by wet tailings discarding method, finely ground-low intensity magnetic separation, and then high intensity magnetic separation-flotation com