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文档简介
典型钒钛磁铁矿与鞍山式铁矿尾矿中有价元素的赋存状态对比有色网
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北方有张瑞洋北京科技大学矿物加工工程系国家钒钛高新区党工委委员、管委会副主任(挂职)攀枝花
2025年
12月
19日北方有色网
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北国家钒钛高新区管委会网
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两种铁矿资源分布2
鞍山式铁尾矿中铁的赋存状态3
典型钒钛磁铁矿尾矿中有价元素4
国家钒钛高新区推介有色网
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北方有国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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C目
录ONTENTS21.非金属矿物精细提纯2.复杂难处理矿产资源的高效分选3.硫化矿生物冶金过程的强化4.
铁尾矿中有价元素的回收•
2017~2019北京科技大学
,矿物加工工程系,教师博士后•
2019~
2022北京科技大学,
矿物加工工程系,讲师•
2021~2023江西省地质调查研究院,企业博士后•
2023~2024新南威尔士大学(澳大利亚)
,访问学者•
2022~北京科技大学,
矿物加工工程系,副教授/系副主任•
2025~国家钒钛高新区党工委委员、管委会副主任(挂职)有色网
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北方有3国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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北•
2005-
2009•2009
-
2011•2011
-
2016本科:东北大学,矿物加工工程硕士:东北大学,矿物加工工程博士:东北大学,矿物加工工程网
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北方有hangruiyang@ustb.e00
张瑞洋
个人信息【教育背景】【工作经历】山西河北山东n最丰富——是我国最重要的铁矿,约占总储量的50%;n易开采——单个矿体的规模和厚度较大,埋藏不深,多数矿床可露天开采;n组分简单——金属矿物主要是磁铁矿,其次是赤铁矿,脉石矿物石英;一般低硫、低磷,极少有可供综合利用的伴生组分。有色网
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北方有4国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋
鞍山式铁矿是沉积变质铁矿床北方有色网
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我国铁矿资源分布
鞍山怯铁矿资源分布辽宁甘肃四川矿床TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOSP东鞍山33.800.6850.250.520.550.0060.011齐大山31.704.3552.940.190.340.800.0310.035大孤山32.324.7552.100.450.170.32弓长岭28.003.9055.241.530.220.730.0130.036司家营33.794.4549.083.681.290.640.0170.043袁家村32.942.7148.672.330.851.680.0200.096舞
阳28.843.2950.481.252.330.930.0220.130有色网
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1)矿石平均含铁30%左右、含SiO2
50%左右;
2)矿石中低S、低P的特点;
3)磁性率低于30%,属于氧化矿类型,单一磁选困难。
5国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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北
鞍山怯铁矿石特性我国几个大型鞍山式铁矿床矿石的化学组成网
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我国铁矿资源分布河北•承德山西•代县陕西•汉中四川
•攀枝花-西昌
湖北
•郧阳广东•兴宁n储量丰富,储量和开采量居全国铁矿
的第三位;n伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份;n钒钛磁铁矿是一种复合矿物相,
它是由磁铁矿、钛铁晶石、镁铝尖晶石和微细粒磁黄铁矿片晶等组成的一种固熔体,用机械选矿方法无法解离。有色网
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钒钛磁铁矿为岩浆型矿床6国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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我国铁矿资源分布n钒钛磁铁矿资源分布矿山名称矿床类型矿石化学成分FeTiO2V2O5CoNiSP四川攀枝花晚期岩浆分异型30.5510.420.300.0170.0140.640.013四川白马晚期岩浆分异型27.106.510.270.0200.0240.350.038四川太和晚期岩浆分异型30.8411.730.280.0150.0160.470.325四川红格晚期岩浆分异型26.645.920.250.0160.0220.340.031河北大庙晚期岩浆贯入型35.208.960.440.0150.040.480.104河北黑山晚期岩浆贯入型33.708.310.410.0150.040.310.081山西代县岩浆分异型22.855.330.350.040.010广东兴宁晚期岩浆分异型28.407.810.370.0300.0010.140.019陕西洋县晚期岩浆分异型27.895.830.290.0130.0110.060.033有色网
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北方有7国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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北我国钒钛磁铁矿矿床类型及化学成分(%)网
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钒钛磁铁矿
n钒钛磁铁矿矿床类型
I.阶段磨矿—磨矿成本较低;II.粗细分级—磨矿粒度不等的矿物颗粒均存在解离的条件;III.粗粒分选—分级后的粗粒级相对好选,采用简单的重选工艺,及时选出合格粗粒精矿,抛掉粗粒尾矿;IV.细粒分选—细粒级相对难选,采用选矿效率高相对复杂的强磁—阴离子反浮选工艺获得最终精矿。磁尾浮尾有色网
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北方有8国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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北阶段磨矿—粗细分级—磁-重-阴离子反浮选网
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鞍山式铁尾矿中铁的回收东鞍山烧结厂选矿流程综尾重尾
鞍山式铁尾矿矿物组成80%是石英和硅酸
盐矿物;
尾矿化学成分主要是SiO2
,其次是Al2O3,少量为CaO、
MgO;
有害杂质S、
P含量极低。有色网
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北方有鞍山式铁尾矿化学成分(%)9国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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鞍山式铁尾矿中铁的回收2.1硅质鞍山式铁尾矿特性TiO2P2O5SO3Na2OMnOK2OCaOAl2O3
MgO
Fe2O3
SiO26040200重选尾矿
磁选尾矿
浮选尾矿
综合尾矿2.2尾矿的化学组成分析——以齐大山铁矿为例10080尾矿光谱分析多元素分元素含量/%元素含量/%19.8710.4610.007.51100析806040200重选尾矿
磁选尾矿
浮选尾矿
综合尾矿30.25403020100其它SMnOPMgOCaOAl2O3SiO2TFeo
1)4种尾矿中能够回收的元素主要是铁,有害元素S
、P的含量很低,可以不考虑其影响;o2)浮选尾矿铁品位最高,为19.87%,应优先考虑对该种尾矿中的铁矿物进行回收;o
3)浮选尾矿中含有一部分磁性颗粒。13.104.97有色网
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北方有磁性率分析10国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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鞍山式铁尾矿中铁的回收
u铁尾矿的特性分析重选尾矿磁选尾矿
浮选尾矿
综合尾矿磁性率/%14.641020304050607080902
θ/
°(a)-重选尾矿☆-石英△-赤铁矿☆
☆△☆☆△☆
☆800006000040000200000☆
△I/CPS☆☆-石英△-赤铁矿★-磁铁矿☆△
★△
☆★20
40400003000020000100000☆60
80☆
△2θ/°I/CPS☆-石英△-赤铁矿☆
☆
☆
☆☆☆△
△1020304050607080902
θ/
°80000600004000020000I/CPS1000000△有色网
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北方有☆☆-石英△-赤铁矿△
△☆
△☆△☆△10
20
30
40
50
60
70
80
902
θ/
°(d)-综合尾矿700006000050000400003000020000100000I/CPS11国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋☆
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鞍山式铁尾矿中铁的回收u铁尾矿的特性分析2.3尾矿的矿物组成分析(b)-磁选尾矿(c)-浮选尾矿1740粒度/μm
(c)-浮选尾矿0P80=87100908070605040302010产率单体解离度5045403530252015105不同粒度级别含量
/%106-150单体解离度
/%71-10643-5620-3131-4356-7110-20>1500-10粒度/μm(d)-综合尾矿0P801009080706050403020100m产率单体解离度5045403530252015105不同粒度级别含量
/%106-150单体解离度
/%71-10643-5620-3131-4356-7110-20>1500-10o
1)重选尾矿粒度较粗,流失的铁以贫连生体为主;o
2)磁选尾矿粒度很细,铁主要以极细级别铁矿物为主;o
3)浮选尾矿中既有一部分极细级别的铁矿物,也有一部分贫连生体。0P80=62μ1009080706050403020100μm产率单体解离度5045403530252015105不同粒度级别含量
/%106-150单体解离度
/%71-10643-5620-3131-4356-7110-20粒度/μm>1500-10有色网
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北方有=150μm12国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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北0P80
=10090807060504030201050454035302520151050产率单体解离度不同粒度级别含量
/%106-150单体解离度
/%71-10643-5620-3131-4356-7110-20粒度/μm>1500-10网
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鞍山式铁尾矿中铁的回收
u铁尾矿的特性分析2.4粒度分析与解离度测定(b)-磁选尾矿(a)-重选尾矿mμ00-20μm20-38μm38-71μm>71μm重选尾矿磁选尾矿浮选尾矿综合尾矿403530252015105铁品位/%重选尾矿
磁选尾矿浮选尾矿
综合尾矿0-20μm20-38μm38-71μm>71μm80706050403020100尾矿中铁的金属分布率/%90图1不同粒级物料的铁品位图2尾矿中铁金属分布规律o
1)磁选尾矿:只有-0.020mm粒级Fe品位为15%
,+0.020mm粒级Fe品位都在3%以下,传统方法回收铁的难度大;o
2)重选尾矿:各粒度级别品位均在10%以上,随着粒度增大,金属分布率升高,说明铁矿物主要集中在粗颗粒中,因此可以考虑进行再磨-再选;o
3)浮选尾矿:-20μm品位高达40%是重点回收对象;而+71μm品位6.9%、金属分布率6.7%,可考虑直接抛尾;o4)从4中尾矿金属分布规律来看,整体呈U型,说明20-71μm粒级是适宜分选粒级。有色网
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鞍山式铁尾矿中铁的回收
u铁尾矿的特性分析2.5尾矿中铁金属的分布规律+0.071mm重选原矿脱泥-+原矿脱
泥中
3
尾矿+重
选中
2-溢流精矿中
1精矿
中矿
尾矿
筛上产品
溢流流程III脱泥-筛分-重选表1摇床对浮选尾矿中铁的回收结果产品名称产率(%)品位(%)回收率(%)精矿I2.2963.737.58精矿II2.3163.28.15精矿III5.0965.4816.88有色网
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北方有流程II脱泥-重选14国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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北重
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鞍山式铁尾矿中铁的回收
u尾矿中铁的回收工艺精矿
中
1
中
2
中
3
尾矿流程I单一重选2.6浮选尾矿中铁的回收筛分-产品名称产率(%)品位(%)回收率(%)重选精矿2.4165.9014.33浮选精矿4.5865.6527.14总尾矿93.016.9758.53o采用分级-两段溜槽流程分选,所得溜槽精矿产率为0.68%,铁品位为56.51%。o采用分级-筛分-溜槽流程进行分选,可获得铁品位为66.46%的精矿,但产率仅为0.38%。CaO
300g/tLKY
500g/t精
ⅠCaO
300g/tCaO
300g/tLKY
500g/t精Ⅲ溜槽二次摇床扫弱磁119.4kA/m重选精矿NaOH
1500g/t淀粉
1300g/tCaO
700g/tLKY
550g/t反浮粗选分级-筛分-重选-磁选-反浮选流程
尾矿浮选精矿扫中磁318.4kA/m92%-0
.045mm强磁
477.6kA/m分级沉砂溢流振动筛一次摇床扫选溜槽有色网
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北-0.071mm
+0
.071mm
2.7综合尾矿中铁的回收表1综合尾矿的分选指标原矿网
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鞍山式铁尾矿中铁的回收
尾矿中铁的回收工艺LKY
500g/t精
Ⅱ鞍山式铁尾矿的高效利用主要聚焦于三大方向:
一是提取有价组分,如通过再选技术回收残余铁、石英、稀土等组分,提升资源利用率;
二是作为建材原料,通过制备免烧砖、水泥掺合料及路基材料,实现大宗消纳;
三是生态修复领域,用于采空区回填或土壤改良,促进矿区生态重建。1.磁选尾矿中的铁用传统选矿方法很难进行回收;2.重选尾矿的TFe品位为10.46%,需进行再磨-再选,但当下经济性差。3.浮选尾矿中的有一部分铁矿物可以进行有效的回收;4.从综合尾矿中回收铁的经济性较差,建议各种尾矿单独处理。有色网
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鞍山式铁尾矿中铁的回收综合利用建议:
尾矿中TFe含量较高,
10~22%,波动较大。
尾矿中SiO2含量28~39%
,与Fe负相关,属于低硅型。
尾矿中V2O5
在0.05–0.2%
区间,与Fe正
相关,说明V主要赋存于钛磁铁矿。
尾矿中TiO2含量6~16%,差异很大。
尾矿中含S量普遍偏高(>0.3%)。45403530252015105攀西
攀西红格辽西北承德
攀西
攀西
攀西
攀西
攀西
攀西
攀西
攀西TFeTiO2MgOCaOSiO2Al2O不同地区钒钛磁铁矿尾矿元素含量/%有色网
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北方有0.250.200.150.100.050.000
12
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13不同产地钒钛磁铁矿尾矿V2O5含量/%317国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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钒钛磁铁矿尾矿的化学组成3.1化学组成(主要元素)00攀西I攀西II
攀西III
攀西IV
攀枝花I
攀枝花II样品来源地
红矿
矿矿铁物石矿铁
石
石铁磁化灰铁黄石石榄石闪钛钛硫磷黄磁辉长橄榍角尾矿中的矿物组成/%40302010100806040200攀西红格矿区攀西攀枝花攀枝花白马太和红格脉石硅酸盐钛磁铁矿钛铁矿Ti在不同矿物中的分布率/%不同产地样品有色网
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北方有图1尾矿中不同矿物的含量18产地钛铁矿磁性铁赤褐铁硅酸铁硫化铁陕西14.6630.1844.656.73攀西1068.274.0717.080.58格矿区39.6328.4825.98攀西10.396.2279.284.11图2尾矿中Ti的赋存状态国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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钒钛磁铁矿尾矿的矿物组成
3.2钒钛磁铁矿的矿物组成4035302520151050>0.6
0.3
~0.64035302520151050TFe品位TFe分布率TFe分布率/%TFe品位/%粒度/mm302520151050>0.6
0.3~0.63025201510500.038
<0.038
~0.045TiO2品位TiO2分布率TiO2分布率/%TiO2品位/%0.045~0.0750.075
~0.15粒度/mm0.15~0.6有色网
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北方有0.15~0.60.075~0.150.045~0.0750.038
<0.038
~0.045尾矿中Fe在不同粒级中的分布19国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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钒钛磁铁矿尾矿中Fe和Ti的分布3.3
Fe和Ti在不同粒度的分布尾矿中Ti在不同粒级中的分布200攀西
攀西
红格矿区乔地箐尾矿库尾矿中Sc(钪)的赋存状态100806040其他磁铁矿钛铁矿Sc分布率/%4.8%5.1%尾矿中Co(0.01~0.06%)的赋存状态13.6%0
2%4%钛磁铁矿钛铁矿黄铁矿磁黄铁矿镍黄铁矿闪锌矿硫镍钴矿26%有色网
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尾矿中S含量偏高,可以考虑回收含钴硫化矿物。
尾矿中钪含量很低,Sc2O3仅为0.004~0.005%,回收价值低。20国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋.16.34%数据来源:梅亚军,
惠博,
杨耀辉.
攀西太和钒钛磁铁矿中钴的分布规律及赋存状态[J].
矿产综合利用,2024,45(5):
63-70,
75.北方有色网
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钒钛磁铁矿尾矿中主要的有价元素3.4其他有价金属:
Co和Sc有价元素回收经济价值排序:
钒(V)V2O5≥0.15%(约10万元/吨V2O5)
“战略性矿产二次资源”
财税〔2025〕
15号技术路径:还原焙烧-磁选(回收Fe)→尾渣钠化焙烧-水浸提V(回收率>70%)。
钴(Co)Co≥0.01%(价格30万元/吨)技术路径:硫化矿浮选:再火法冶炼(CoS→CoO→Co)。
铁(Fe)TFe≥18%(铁精矿价格约800元/吨)。
需评估是否与
V
共富集以提升经济性技术路径:阶段磨选:细磨至<45μm后弱磁选,可得TFe>60%的铁精矿(回收率>60%)。
钛(Ti)TiO2≥6%(钛铁矿价格约2000元/吨)。
技术路径:高梯度磁选-浮选:先磁选分离钛铁矿(FeTiO3),用浮选得TiO2>45%的钛精矿。有色网
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北方有21国家钒钛高新区管委会/北京科技大学张瑞洋北方有色网
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钒钛磁铁矿尾矿中有价元素的回收总的回收原则中国钒钛之都,攀西国家战略资源创新开发试验区有色网
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国家钒钛高新区成立于2001年2月,2015年9月升级为国内唯一以钒钛金属材料产业命名的国家级高新区,是全国唯一同时拥有硫酸法、氯化法、盐酸法钛白粉生产工艺的区域。n
现有规上工业企业90家,其中高新技术企业21家,化工企业45家,上市企业1家。有色网
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钒钛高新
发展钒钛磁铁矿“采选冶”、循环经济、储能产业。钛金属及深加工、钒钛机械制造、氢能产业、现代物流发展钒钛机械制造、钛原料及深加工北方有色网
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钛资源储量全球第一攀枝花钛资源储量居世界第一,是全国唯一的全流程钛工业基地,钛精矿、海绵钛产量国内第一,钛渣产量占据全国“半壁江山”。
2024年,攀枝花市铁精矿产量2450万吨,占全国产量的
11%。钛精矿产量
610万吨,占全国总产量
的
82.7%。
钒钛产值超过钢铁2023年全市钒钛产值
521亿元,首次超过钢铁产值432亿元,标志着钒钛产业已成为攀枝花经济发展的核心支柱。
红格南矿万亿级开发红格南矿储量超32亿吨,开发潜力巨大,预计产值达万亿级。有色网
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