2025第二届攀西矿产资源大会：工艺矿物学研究在攀西钒钛磁铁矿选别中的作用

工艺矿物学研究在攀西钒钛磁铁矿选别中的作用王利珍高级工程师中国五矿·长沙矿冶研究院Email：wanglizh@2025年12月北方有色网

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1研究背景与目标

2原矿的本征特性

3关键实验结果与分析

4精矿指标计算模型与场景

5最佳磨矿细度与优化方案

6结论与建议北方有色网

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北方有色网目录CONTENTS北方有色网

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北方有色网研究背景与目标北方有色网

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北方有色网北方有色网攀西钒钛磁铁矿中钛磁铁矿/钛铁矿的共性：原矿粒度较粗

、产品微

粒占比高，TiO2的回收率低

，是目前

面临的技术痛点及难点。因此

，如何实现攀西地区铁

、钛资源同步高值化利用

，减少资源浪费尤为重要。攀西钒钛磁铁矿资源储量丰富：攀西地区钛资源保有储量占全国钛储量的93%

，是目前世界上最大的钛矿资源集中区。红格矿区拥有我国最大的钒钛磁铁矿矿床

，探明储量达35.45亿t

，可采

(表内)储量18.29亿t。北方有色网

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北方有色网1.1

项目背景与资源价值北方有色网

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北方有色网北方有色网2018-2020年

，我院联合攀钢集团开展红格南矿区钒钛磁铁矿技术攻关

，

由陈雯首席牵头、安登极教授担任项目负责人。当时采用分选共磨三段选铁流程，获得的铁精矿

：产率29.67%

、铁品位54.68%

、铁回收率71.42%

。钛采用粗粒电选+细粒浮选流程，获得的钛精矿

：产率3.68%

、TiO2

品位47.11%、

TiO2回收率22.17%。项目结题后

，我们也一直在思考如何提高红格南矿区铁精矿品位

、TiO2的回收率

，

以解决红格“过磨与欠磨并存

、指标低

、分选难”的痛点

，致力于开发高效回收技术

，实现资源综合利用。北方有色网

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北方有色网1.2

研究目的北方有色网通过系统分析2018-2020年红格南矿区的矿石本征特性

，突破传统解离度单一评价逻辑

，建立“按矿物特性匹配磨矿细度”的方法，开发“分段磨矿-分质回收”工艺。从2023年开始

，以工艺矿物学的指标预测为核心技术支撑

，对2018-2020年红格南矿区的大量数据进行全面复盘

，并结合2023年四川钒钛公司委托的红格南矿选矿项目进行深入分析。基于工艺矿物学参数构建数学模型

，明确计算出不同细度下铁精矿及钛精矿指标及指定品位对应的最佳磨矿细度。北方有色网

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北方有色网1.3

研究内容北方有色网化学分析矿物种类及含量分析矿物能谱微区成分分析粒

度解离度赋存状态选什么元素能回收多少选什么矿物好不好磨怎么选合适精矿理论品位多少计算精矿理想指标影响选矿效果的主要矿物学因素选

矿流程

设

计

及

优化哪种元素先选什么细度选选到什么指标工艺矿物学研究最佳磨矿细度北方有色网

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北方有色网1.4

技术路线北方有色网北方有色网

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北方有色网原矿的本征特性北方有色网

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北方有色网北方有色网原矿中需选矿回收的组分：

Fe

22.60%

，TiO2

8.26%；

矿石中铁和钛理论回收率分别为68.27%

、43.34%；原矿中钛磁铁矿和钛铁矿含量分别为26.81%

、6.85%

；钛磁铁矿中含Fe58.94%

，钛铁矿中含TiO2

51.82%

，这分别为精矿中Fe和TiO2

的理论品位；钛磁铁矿粒度大小极为悬殊

，粗者可达3mm以上

，一般0.1～2.0mm；钛铁矿粒度相对较为均匀

，多介于0.04～0.6mm之间。由于钛磁铁矿中普遍存在类质同象的钛

、钒和铬

，加之内部常同时嵌布钛铁矿微片晶或尖晶石微粒

，从而导致弱磁选铁精矿中钛

、钒和铬偏高

、而钛回收率偏低

，且后者也是造成较粗磨矿细度下钛磁铁矿富连生体占比高的重要原因。北方有色网

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北方有2.1

矿物的本征特性有色网

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北方有色网北方有色网性

质性脆硬

度裂

隙解

理密

度比磁化系数导电性可浮性钛磁铁矿有5.5~6发育无4.9~5.246000~67078导

体差钛铁矿有5~6发育无4.72~4.78247~285导

体中等辉

石有5.5~6发育发育3.22~3.5685.0~

114非导体差闪

石有5~6偶见发育3.03~3.2721.31~28.89非导体差绿泥石无2.0~2.5无发育2.68~3.4012.24~46.19非导体差蛇纹石无2.5~3.5无发育2.2~3.613.33~

17.09非导体差电选：前提是没有钛磁铁矿的干扰北方有色网

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北方有色网性脆

、硬度低

、裂隙及解理发育等矿物学特点均有利于其破碎

，细磨易导致泥化。北方有色网

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北方有色网表1

目的矿物与主要脉石矿物的物化特性北方有色网

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北方有2.2

矿物的物化特性有色网

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北方有色网浮选有效富集北方有色网关键实验结果与分析北方有色网

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北方有色网北方有色网随着磨矿细度的提高

，钛磁铁矿和钛铁矿的微粒（<0.02mm）占比逐渐增加。且从-0.075mm65%细度开始

，钛磁铁矿微粒占比反超钛铁矿

，且这一差距随细度提升持续扩大

。显然，高细度条件下钛磁铁矿微粒化程度较钛铁矿更敏感。因此，在追求更高解离度的磨矿过程中，需警惕过磨导致的泥化现象。微粒级（<0.02mm）磨矿细度

-0.075mm35455565758595钛磁铁矿7.098.2410.0615.0319.3823.3132.08钛铁矿8.528.6711.7912.9115.4621.4128.74北方有色网

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磨矿细度对产出粒度的影响表2不同细度下原矿中微粒级钛磁铁矿和钛铁矿占比

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北方有色网北方有色网-0.075mm单

体连

生

体单体+

富连生体>3/43/4～1/21/2～1/4<1/43527.9746.2012.147.556.1474.174530.8345.4611.256.825.6476.295539.6242.748.584.994.0782.366549.8733.918.134.753.3483.787554.4330.887.394.312.9985.318560.9326.146.953.732.2587.079567.3821.876.512.611.6389.25-0.075mm单

体连

生

体单体+

富连生体>3/43/4～1/21/2～1/4<1/43541.4139.509.388.281.4380.914557.8323.469.857.821.0481.295566.6220.747.582.792.2787.366574.9016.404.502.192.0191.307583.7310.593.181.540.9694.808593.073.242.310.490.8996.319595.352.191.290.430.7497.54提高39.41个百分点北方有色网

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北方有色网提高53.94个百分点北方有色网

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北方有色网3.2

磨矿细度对解离度的影响表3不同磨矿细度下原矿中钛磁铁矿的解离度

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北方有色表4不同磨矿细度下原矿中钛铁矿的解离度

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北方有色网提高16.63个百分点提高15.08个百分点北方有色网随着磨矿细度的提高

，钛磁铁矿

、钛铁矿单体大幅提升，但有效解离颗粒（单体+富连生体）占比增幅有限。因此，找准最佳磨矿细度十分关键

，避免“盲目细磨”

，在保障精矿品位达标的情况下，尽量减少微粒损失

，实现选矿效率最大化。结合粒度

、解离度可知：过度磨矿难以提升有效解离度

，反而会增加过磨风险。北方有色网

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磨矿细度对解离度的影响北方有色网

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北方有色网北方有色网精矿指标计算模型与场景北方有色网

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北方有色网北方有色网磨矿细度-0.075mm仅回收单体回收单体及≥3/4连生体回收单体及≥1/2连生体回收单体及≥1/4连生体回收所有含钛磁铁矿颗粒3558.9455.1052.4046.9943.634558.9456.6153.5048.1045.485558.9457.0154.6252.4246.036558.9457.4655.9954.1448.017558.9458.0156.9455.5852.298558.9458.6657.8657.4054.139558.9458.7558.3057.8955.09传统阶磨阶选方法存在局限性：各细度条件下回收所有含钛磁铁矿颗粒所获得Fe品位均较低

、哪怕细磨至-0.075mm95%细度时Fe品位仅55.09%；且回收所有含钛磁铁矿颗粒会以贫连生体形式带入一些钛铁矿而影响后续TiO2的回收率。北方有色网

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铁精矿的指标计算模型及场景表5不同磨矿细度下铁精矿中Fe品位的计算值%北方有色网

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北方有色网北方有色网磨矿细度-0.075mm仅回收单体回收单体及≥3/4连生体回收单体及≥1/2连生体回收单体及≥1/4连生体回收所有含钛磁铁矿颗粒3558.9455.1052.4046.9943.634558.9456.6153.5048.1045.485558.9457.0154.6252.4246.036558.9457.4655.9954.1448.017558.9458.0156.9455.5852.298558.9458.6657.8657.4054.139558.9458.7558.3057.8955.09“分质回收”是较可行的方法。提前在较粗磨矿细度条件下将“单体及≥3/4连生体”的优质钛磁铁矿颗粒有效回收

，此时以钛磁铁矿富连生体带入的钛铁矿量极低，对后续TiO2的质量影响甚微。北方有色网

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铁精矿的指标计算模型及场景表5不同磨矿细度下铁精矿中Fe品位的计算值%北方有色网

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北方有色网北方有色网磨矿细度-0.075mm仅回收单体回收单体及≥3/4连生体回收单体及≥1/2连生体回收单体及≥1/4连生体回收所有含钛铁矿颗粒3551.8247.5844.6440.4530.584551.8247.7545.0141.1331.585551.8248.2446.1143.0735.006551.8248.9946.8643.8436.737551.8249.2747.3144.5137.848551.8249.6947.8045.3139.909551.8250.0748.2846.4842.20欲获得TiO2

47.5%的钛精矿

，且回收全部含钛铁矿的颗粒

，在-0.075mm95%细度基础上仍需进一步细磨。北方有色网

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钛精矿的指标计算模型及场景表6不同磨矿细度下钛精矿中TiO2

品位的计算值%北方有色网

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北方有色网北方有色网磨矿细度-0.075mm仅回收单体回收单体及≥3/4连生体回收单体及≥1/2连生体回收单体及≥1/4连生体回收所有含钛铁矿颗粒3511.0029.1633.9336.9339.314512.1029.9434.3637.0639.255515.0231.2234.4736.3937.916518.6631.3634.4036.2037.437519.7730.9933.6835.2736.338520.5829.4131.7533.0433.779520.6327.3329.3230.1530.62随细度提升因易损失的微粒级钛铁矿显著增长

，从而导致全颗粒回收时TiO2的回收率随细度提高而逐渐下降。因此

，为获得TiO2

品位达47.5%的钛精矿

，我们将面临一个取舍

：要么细磨

，代价是损失更多微粒级钛铁矿；要么选择较粗磨矿细度

，代价是放弃部分低解离的钛铁矿连生体。北方有色网

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钛精矿的指标计算模型及场景表7不同磨矿细度下钛精矿中TiO2

回收率的计算值%北方有色网

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北方有色网北方有色网将“单体及≥3/4连生体”的优质钛铁矿颗粒有效回收

，-0.075mm35%细度时

，TiO2

品位即达47.58%

、

回收率29.

16%；

95%细度时

，TiO2

品位升至50.07%

，

回收率虽略降至27.33%，但品位优势突出。不论是钛磁铁矿还是钛铁矿

，“全颗粒回收”均不可行：不仅品位不达标

，而且回收率随细度上升而下降。因此

，分质回收是优选路径

：在较粗磨矿细度下将好选（主要是单体+富连生体）的矿物颗粒有效回收

，即可获得高品位精矿。北方有色网

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北方有色网4.2

钛精矿的指标计算模型及场景北方有色网

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北方有色网北方有色网最佳磨矿细度与优化方案北方有色网

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北方有色网北方有色网磨矿细度-0.075mmFe品位

57.5%TiO2

品位

47.5%产

率回收率产率回收率3513.7234.925.0929.264519.1448.695.2730.285521.9255.785.6132.256524.4462.185.8133.407525.3964.605.8033.388526.1166.445.5531.939525.6665.285.1629.69设定铁精矿Fe=57.5%

，钛精矿TiO2

=47.5%时

，其对应的产率与回收率均随细度呈现“先升后降”的趋势。-0.075mm85%细度时

，铁精矿产率及回收率均最高

；而钛精矿更早（-0.075mm65%细度）达到“充分解离且未过度泥化”的平衡点。北方有色网

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北方有色网表8不同细度下铁精矿和钛精矿开路条件的指标计算/%北方有色网

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北方有5.1

最佳磨矿细度有色网

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北方有色网北方有色网铁

钛%”结合两种精矿的指标计算结果及最优磨矿区间差异

，推荐采用“分段磨矿-分质回收的优化方案

，在兼顾二者指标的同时实现资源高效回收

，具体流程：①将预选粗精矿磨至-0.075mm65%

，通过弱磁选优先回收大部分铁57.5%的优质精矿

，开路下对应的产率24.44%

、铁回收率62.18%

，

同时有效减少磁铁矿对后续浮作业的干扰

，为钛精矿分选创造有利条件。②对选铁尾矿浮选

，

可直接产出TiO2

品位47.5%的优质钛精矿

，对应产率5.81%

、TiO2回收率33.40%

，充分实现钛资源的定向回收。③针对浮选尾矿中的剩余全部铁矿物

，采用强磁选工艺回收并获得铁粗精矿；④将铁粗精矿细磨至-0.075mm85%

，再次通过弱磁选提纯

，可再获得铁品位57.5的铁精矿

，其产率与铁回收率分别达1.67%和4.26%。该方案通过精准匹配各环节磨矿细度与分选工艺

，实现了铁

、钛资源的协同高效利用。“分段磨矿-分质回收”示意图北方有色网

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北方有色网5.2

优化方案北方有色网①分选效率显著提升

：相较于2020年的流程

，本流程铁精矿中Fe品位提高了约3个百分点

，且TiO2的回收率提高了11个百分点以上。②生产成本大幅降低：在选矿前已明确计算出各细度下精矿指标及最佳磨矿细度

，缩短了试验周期，减少耗材消耗；且仅对铁粗精矿再磨

，大幅降低总磨矿量与能耗。③流程简洁易操作

：相比传统“选铁再选钛”流程

，简化环节

，避免复杂的后续处理

，降低工业应用难度。北方有色网

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北方有色网北方有色网④避免过磨造成的资源损失：根据矿物特性精准匹配磨矿细度

、明确分选的优先级顺序

，解决了好选的钛磁铁矿及钛铁矿因过磨

、泥化而损失的行业痛点

，实现“充分解离”与“抑制过磨”的平衡。⑤铁钛同步优质回收：

同一细度条件下优先回收大部分优质铁精矿及全部优质钛精矿，解决了铁钛回收矛盾

，实现资源协同高效利用。北方有色网

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北方有色网北方有色网②推广应用后

，可显著提升我国铁

、钛以及磁铁矿中伴生易碎有益资源（如铜

、铅、锌

、钨

、钼

、萤石

…

…

）的自给能力

，保障战略产业原料安全

，带动矿业

、材料加工等相关产业发展

，具有重大经济与战略价值。①该技术已获国家发明专利授权，适用于河北承德

、陕西洋县等多地低品位铁钛资源