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20总07第年 3第737期期
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METAL MINE
攀西地区钒钛磁铁矿提钛工艺与技3 术进展
1
, 2
2
1
邹 建 新 ꢀ 杨 ꢀ 成 ꢀ 彭 富 昌 ꢀ 周 建 国
1. 攀 枝 花 学 院 ; 2. 钒 钛 材 料 与 复 合 技 术 四 川 省 重 点 实 验 室 ; 3. 攀 钢 集 团 公 司 )
(
摘 ꢀ 要 ꢀ 攀 钢 集 团 选 钛 厂 是 攀 枝 花 - 西 昌 地 区 钒 钛 磁 铁 矿 提 钛 工 艺 的 代 表 。 分 析 了 选 铁 尾 矿 中 提 钛 技 术 从
0 世 纪 80 年 代 至 今 的 重 要 工 艺 和 设 备 的 技 术 创 新 举 措 , 包 括 浓 缩 、 分 级 、 脱 泥 、 强 磁 、 重 选 、 电 选 新 设 备 的 利 用 、 粗
2
选 工 艺 流 程 优 化 、 微 细 粒 钛 铁 矿 回 收 等 。 认 为 该 选 钛 技 术 已 达 到 国 际 先 进 水 平 。 提 出 了 今 后 开 展 高 炉 渣 中 提 钛 、
回 收 超 微 细 钛 铁 矿 等 的 研 究 思 路 。
关 键 词 ꢀ 钒 钛 磁 铁 矿 ꢀ 钛 铁 矿 ꢀ 高 钛 渣 ꢀ 钛 白
Progress in Process and Technology for Titanium Extraction from
VBearing Titanomagnetite Ore in PanzhihuaXichang Region
1
, 2
2
1
3
Zou Jianxin ꢀ Yang Cheng ꢀ Peng Fuchang ꢀ Zhou Jianguo
(
1. Panzhihua Institute; 2. Sichuan Key Lab of VanadiumTitanium Materials
and Compositing Technology; 3. Pangang Group Co. )
Abstractꢀ Titanium Concentrator of Pan Steel's Group can represent the titanium extraction technology for VBearing
Titanomagnetite Ore in PanzhihuaXichang Region. The paper analyzes the technical innovations in the important process
and equipment for the titanium extraction from iron tailings since the eighties in 20th century, including the application of
new equipment for thickening, classification, desliming, high intensity magnetic separation, gravity separation, and electric
separation, the optimization of the roughing process, fine titanium ore recovery, etc. Its titanium separation technology is
considered to reach the internationally advanced level. The thoughts on the future research for titanium extraction from blast
furnace and ultrafine ilmenite are given.
Keywordsꢀ Vbearing titanomagnetite, Ilmenite, High titanium slag, Titanium dioxide
ꢀ
ꢀ 攀 枝 花 - 西 昌 地 区 的 TiO2 储 量 在 2000 年 前 统
与 全 国 各 科 研 院 所 一 道 为 选 钛 事 业 的 发 展 进 行 着 不
懈 的 开 拓 , 突 破 了 选 钛 技 术 的 一 个 又 一 个 难 关 , 优 化
了 选 钛 回 收 工 艺 , 使 攀 钢 选 钛 厂 成 为 了 国 内 技 术 最
先 进 、 规 模 最 大 的 原 生 钛 铁 矿 选 矿 厂 , 其 规 模 已 达 到
了 目 前 25 万 t/ a 的 钛 精 矿 生 产 能 力 , 占 全 国 钛 精 矿
产 量 的 1 / 4。 攀 西 地 区 钛 精 矿 总 产 能 已 达 到 40 万
t/ a, 约 占 全 国 的 1 / 3。
计 , 约 占 全 国 的 90% , 2002 年 后 河 南 等 地 发 现 大 型
金 红 石 钛 铁 矿 后 则 占 全 国 的 87% , 占 全 球 的 35% 。
国 家 先 后 组 织 了 100 多 家 科 研 院 所 、 大 专 院 校 和 生
产 厂 矿 对 攀 西 钛 资 源 回 收 利 用 进 行 了 攻 关 。 攀 钢 选
钛 厂 是 攀 枝 花 - 西 昌 地 区 钒 钛 磁 铁 矿 提 钛 工 艺 技 术
进 步 的 代 表 。 先 后 攻 克 了 从 磁 选 尾 矿 中 回 收 钛 铁 矿
的 技 术 , 并 解 决 了 攀 枝 花 高 钙 、 镁 钛 精 矿 应 用 于 钛 白
的 技 术 难 题 。 在 “ 七 五 ” 、 “ 八 五 ” 和 “ 九 五 ” 计 划 期
间 , 攀 枝 花 钛 资 源 的 综 合 利 用 连 续 列 入 国 家 重 点 科
技 攻 关 项 目 , 取 得 了 选 钛 工 艺 流 程 的 优 化 、 GL 螺 旋
选 矿 机 、 微 细 粒 级 钛 铁 矿 回 收 技 术 、 钛 精 矿 品 位 在 线
检 测 等 大 量 科 技 成 果 , 使 攀 钢 的 选 钛 回 收 技 术 处 于
国 际 先 进 水 平 。
1. 1ꢀ 选 钛 技 术 原 设 计 工 艺 流 程
攀 枝 花 建 设 之 初 , 国 内 各 有 关 科 研 、 设 计 和 生 产
单 位 , 对 从 攀 钢 选 矿 尾 矿 中 回 收 钛 的 问 题 进 行 了 广
泛 的 研 究 , 初 步 形 成 了 强 磁 选 - 重 选 - 浮 选 - 电 选
的 工 艺 流 程 , 并 依 据 此 流 程 设 计 建 成 了 攀 枝 花 选 钛
试 验 厂 , 其 工 艺 流 程 如 图 1 所 示 。
1
ꢀ 选 铁 尾 矿 提 钛 工 艺 与 技 术
攀 枝 花 学 院 预 研 项 目 ( 编 号 : Y2006 - 07) 。
攀 钢 集 团 公 司 选 钛 厂 是 从 事 钛 精 矿 生 产 的 全 国
邹 建 新 ( 1968— ) , 男 , 攀 枝 花 学 院 材 料 系 , 教 授 , 617000 四 川 省 攀 枝
最 大 的 专 业 化 厂 家 , 自 1980 年 投 产 以 来 , 攀 钢 一 直
花 市 。
·
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总 第 373 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2007 年 第 7 期
1
. 2ꢀ 钒 钛 磁 铁 矿 提 钛 技 术 的 进 步
的 跨 跃 。 第 一 阶 段 是 新 型 高 效 浓 缩 分 级 箱 的 研 制 和
成 功 取 代 四 室 水 力 分 级 机 。 设 计 用 于 浓 缩 分 级 脱 泥
的 主 要 设 备 ——— 四 室 水 力 分 级 机 作 业 效 果 差 , 耗 能
高 。 攀 钢 集 团 钛 业 公 司 与 攀 钢 集 团 矿 业 公 司 设 计 研
究 院 在 “ 八 五 ” 攻 关 中 共 同 研 制 成 功 了 新 型 高 效 浓
缩 分 级 箱 。 物 料 经 该 机 一 次 性 作 业 便 可 达 到 浓 缩 分
级 脱 泥 的 效 果 , 已 在 选 钛 厂 全 面 推 广 应 用 。
选 钛 工 程 投 产 之 初 , 因 工 艺 流 程 复 杂 和 物 料 对
管 道 、 设 备 磨 损 严 重 等 问 题 特 点 , 致 使 流 程 不 畅 。 经
过 1980— 1981 年 的 生 产 调 试 , 打 通 了 生 产 流 程 , 生
产 出 了 含 二 氧 化 钛 46. 2% ~ 46. 5% 的 钛 精 矿 , 但 钛
精 矿 硫 含 量 超 出 用 户 要 求 的 一 倍 , 回 收 率 仅 达
8
. 72% , 生 产 成 本 高 出 设 计 的 1. 7 倍 。 面 对 如 此 现
状 , 为 了 让 攀 枝 花 钛 精 矿 拥 有 市 场 、 主 导 市 场 , 攀 钢
走 过 了 用 技 术 进 步 提 高 产 品 产 质 量 , 扩 大 产 品 市 场
占 有 率 的 艰 辛 历 程 , 并 通 过 国 家 “ 六 五 ” 、 “ 七 五 ” 、
第 二 阶 段 是 斜 板 浓 缩 分 级 箱 的 研 制 和 应 用 。 斜
板 浓 缩 分 级 箱 是 攀 钢 集 团 钛 业 公 司 与 昆 明 冶 金 研 究
院 共 同 研 制 成 功 的 用 于 选 钛 准 备 作 业 的 将 物 料 分 成
+ 0. 074 mm 与 - 0. 074 mm 两 个 级 别 、 沉 砂 浓 度 达
35% 以 上 的 浓 缩 分 级 脱 泥 设 备 。 斜 板 浓 缩 分 级 箱 的
研 制 成 功 , 大 大 提 高 了 浓 缩 分 级 的 效 果 , 同 时 为 微 细
粒 级 钛 铁 矿 的 回 收 创 造 了 条 件 。
“
八 五 ” 、 “ 九 五 ” 攻 关 , 攻 克 了 一 个 又 一 个 的 难 关 , 使
选 钛 流 程 更 加 简 单 、 优 化 。 优 化 后 的 流 程 见 图 2。
1
. 2. 2ꢀ 强 磁 设 备
选 钛 工 艺 流 程 设 计 采 用 1500 mm × 1000 mm
湿 式 笼 式 永 磁 强 磁 机 , 在 生 产 实 践 中 , 由 于 该 强 磁 机
磁 场 强 度 偏 低 等 一 系 列 原 因 , 达 不 到 有 效 回 收 钛 的
目 的 。 “ 七 五 ” 期 间 , 攀 钢 与 长 沙 矿 冶 研 究 院 一 道 开
展 了 深 入 系 统 的 研 究 , 又 重 新 确 立 了 强 磁 在 选 钛 生
产 工 艺 中 的 地 位 。 研 究 结 果 表 明 , 强 磁 应 配 置 在 重
选 之 后 ; 在 保 证 电 选 给 矿 品 位 26. 00% ~ 28. 00%
时 , 强 磁 与 重 选 配 合 使 用 比 单 独 使 用 重 选 提 高 作 业
回 收 率 10% ~ 20% 。
目 前 在 选 钛 厂 生 产 应 用 过 的 强 磁 设 备 有 长 沙 矿
冶 院 研 制 的 Shp 仿 琼 斯 强 磁 选 机 、 江 西 赣 州 冶 金 研
究 所 研 制 的 SLon 立 环 脉 动 高 梯 度 强 磁 选 机 , 并 正 在
试 验 永 磁 中 场 强 磁 选 机 用 于 抛 尾 。
1
. 2. 3ꢀ 重 选 设 备
图 1ꢀ 原 设 计 选 钛 流 程
投 产 之 初 , 重 选 采 用 FLX - 600 mm 铸 铁 螺
旋 选 矿 机 和 1200 mm 螺 旋 溜 槽 , 这 两 种 设 备 存 在
可 选 粒 级 范 围 窄 、 回 收 率 低 、 处 理 能 力 小 等 缺 点 。 经
国 家 “ 八 五 ” 、 “ 九 五 ” 攻 关 , 攀 钢 集 团 钛 业 公 司 先 后
与 广 州 有 色 研 究 院 和 长 沙 矿 冶 研 究 院 合 作 研 制 开 发
出 了 较 合 适 的 选 钛 重 选 设 备 GL 螺 旋 选 矿 机 和 BLX
耐 磨 螺 旋 溜 槽 。 经 过 几 年 的 生 产 实 践 表 明 , GL 螺 旋
选 矿 机 和 BLX 耐 磨 螺 旋 溜 槽 有 效 回 收 粒 级 范 围 变
宽 , 选 别 指 标 好 , 为 简 化 选 钛 流 程 打 下 了 坚 实 的 基
础 。
1
. 2. 4ꢀ 电 选 设 备
图 2ꢀ 优 化 后 的 选 钛 工 艺 流 程
选 钛 设 计 之 初 , 电 选 设 备 采 用 的 是 YD - 3 型 高
1
. 2. 1ꢀ 浓 缩 、 分 级 、 脱 泥 设 备
压 电 晕 电 选 机 。 在 生 产 实 践 中 发 现 该 电 选 机 存 在 收
率 低 、 作 业 率 低 等 缺 点 。 “ 八 五 ” 期 间 选 钛 厂 针 对
选 钛 的 浓 缩 分 级 脱 泥 设 备 主 要 分 为 两 次 阶 段 性
·
8·
ꢀ
ꢀ ꢀ 邹 建 新 等 : 攀 西 地 区 钒 钛 磁 铁 矿 提 钛 工 艺 与 技 术 进 展 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2007 年 第 7 期
YD - 3 型 高 压 电 晕 电 选 机 在 生 产 中 所 暴 露 出 的 问
题 , 有 针 对 性 的 对 传 动 装 置 和 毛 刷 进 行 了 改 造 , 改 造
后 的 YD - 3B 型 高 压 电 晕 电 选 机 相 对 原 有 的 YD - 3
型 高 压 电 晕 电 选 机 在 技 术 经 济 指 标 方 面 有 明 显 的 提
高 。
矿 回 收 的 成 套 技 术 , 开 发 了 具 有 自 主 知 识 产 权 的
ROB、 R - 2、 HO 等 高 效 钛 铁 矿 浮 选 捕 收 剂 , 其 技 术
处 于 国 际 先 进 , 国 内 领 先 水 平 。 “ 九 五 ” 攻 关 在 微 细
粒 级 回 收 技 术 上 取 得 的 重 大 突 破 , 为 回 收 原 不 能 回
收 的 占 原 料 中 50% 二 氧 化 钛 的 微 细 粒 级 钛 铁 矿 奠
定 了 坚 实 技 术 基 础 , 必 将 大 幅 度 地 提 高 攀 枝 花 钛 资
源 的 回 收 利 用 率 。 依 据 该 成 套 技 术 已 经 建 成 投 产 了
1 条 年 产 2 万 t 钛 精 矿 的 试 生 产 线 和 1 条 年 产 4 万 t
钛 精 矿 的 生 产 线 , 对 前 8 系 列 尾 矿 进 行 了 回 收 。
1. 2. 7ꢀ 主 要 技 术 经 济 指 标
为 了 满 足 选 钛 扩 能 的 要 求 , 结 合 攀 枝 花 原 生 钛
铁 矿 的 分 选 操 作 和 生 产 实 践 , 选 钛 厂 与 长 沙 矿 冶 研
究 院 在 “ 八 五 ” 攻 关 中 借 鉴 国 外 电 选 设 备 的 先 进 技
术 , 研 制 成 功 了 大 型 、 高 效 、 先 进 的 YD31200 - 23 型
新 一 代 国 产 电 选 机 。 该 机 整 机 结 构 紧 凑 , 占 地 面 积
小 , 单 机 处 理 能 力 大 , 具 有 比 YD - 3B 和 美 国 HIP
钛 精 矿 品 位 在 1985 年 以 后 一 直 稳 定 在
47 00% 以 上 ; 选 钛 回 收 率 ( 相 对 进 入 选 钛 的 磁 尾 )
从 1980 年 的 8. 72% 提 高 到 目 前 的 25 00% , 提 高 了
近 3 倍 ; 钛 精 矿 年 产 量 从 1980 年 的 2 100 t 提 高 到
现 在 的 近 25 万 t; 钛 精 矿 成 本 也 在 逐 年 下 降 , 2006
年 已 下 降 到 300 元 / t。 由 此 说 明 , 选 钛 技 术 的 进 步 ,
极 大 地 促 进 了 攀 西 钛 资 源 的 回 收 利 用 , 并 为 中 国 钛
工 业 的 发 展 做 出 了 巨 大 贡 献 。
(
25) 231 - 200 型 更 优 的 分 选 性 能 。
. 2. 5ꢀ 粗 选 工 艺 流 程 优 化
1
(
1) 原 矿 准 备 作 业 。 随 着 选 钛 浓 缩 分 级 脱 泥 、
重 选 、 电 选 等 设 备 的 更 新 , 为 选 钛 流 程 优 化 创 造 了 条
件 。 根 据 现 代 浓 缩 分 级 脱 泥 装 备 水 平 , 通 过 斜 板 浓
缩 分 级 箱 一 次 作 业 后 , 沉 砂 便 可 直 接 进 入 GL - 2C
螺 旋 进 行 选 别 , 大 大 缩 短 原 矿 准 备 作 业 , 改 变 过 去 多
段 浓 缩 分 级 所 带 来 的 一 系 列 弊 端 。 这 一 点 经 过 多 年
科 技 攻 关 已 形 成 了 成 套 的 科 技 成 果 。
2ꢀ 攀 枝 花 - 西 昌 地 区 钒 钛 磁 铁 矿 提 钛 技 术 发 展 方
向
(
2) 重 选 作 业 。 重 选 流 程 经 过 多 年 的 科 技 攻
2. 1ꢀ 加 强 选 钛 技 术 创 新 , 提 高 选 钛 总 回 收 率
目 前 攀 钢 钛 业 公 司 选 钛 总 回 收 率 仅 20 00% 左
右 , 随 着 矿 山 进 入 中 深 部 开 采 , 矿 石 性 质 发 生 了 较 大
变 化 , 再 加 上 攀 钢 对 铁 精 矿 的 质 量 要 求 提 高 , 选 矿 厂
采 取 细 磨 的 办 法 来 保 证 铁 精 矿 质 量 , 从 而 使 得 进 入
选 钛 厂 的 磁 尾 粒 度 变 细 ( - 200 目 含 量 由 40% 左 右
增 加 至 65% 以 上 ) , 重 选 - 电 选 流 程 已 严 重 不 适 应
原 矿 性 质 的 变 化 。 因 此 , 研 究 选 钛 新 工 艺 、 优 化 并 完
善 现 有 工 艺 , 采 用 先 进 、 高 效 选 矿 设 备 及 应 用 选 矿 自
动 化 技 术 以 提 高 选 钛 技 术 水 平 , 提 高 钛 资 源 的 回 收
利 用 率 是 “ 十 一 五 ” 期 间 需 解 决 的 首 要 问 题 。 在 “ 十
一 五 ” 期 间 要 通 过 以 上 技 术 进 步 提 高 整 个 选 厂 的 技
术 经 济 指 标 , 使 选 钛 总 回 收 率 达 到 30% 以 上 、 钛 精
矿 成 本 降 至 250 元 / t 左 右 , 钛 精 矿 产 量 达 到 30 万 t/
a 以 上 , 为 发 展 钛 深 加 工 提 供 充 足 的 原 料 保 证 。 选
关 , 随 着 重 选 及 与 之 配 套 的 强 磁 设 备 水 平 的 提 高 ,
确 立 了 目 前 的 GL 螺 旋 选 矿 机 全 流 程 或 GL 螺 旋 选
矿 机 - 强 磁 流 程 , 使 选 钛 粗 选 的 回 收 率 明 显 提 高 。
(
3) 浮 硫 浮 钛 作 业 。 投 产 之 初 , 钛 精 矿 S 含 量
超 标 ( 大 于 0. 20% ) , 难 以 满 足 用 户 的 需 要 , 历 经 钛
业 公 司 和 多 家 科 研 院 所 的 多 年 科 技 攻 关 , 确 立 了 以
丁 基 黄 药 为 捕 收 剂 , 2# 油 为 起 泡 剂 、 硫 酸 为 调 整 剂 的
浮 硫 药 剂 制 度 , 并 将 最 终 S 含 量 稳 定 在 0. 18% 以
下 。 近 年 又 采 用 XT 新 型 浮 钛 捕 收 剂 进 行 了 工 业 试
验 , 取 得 了 良 好 效 果 , 试 验 表 明 可 取 代 现 生 产 中 的
MOS 捕 收 剂 12] 。
[
1
. 2. 6ꢀ 微 细 粒 级 钛 铁 矿
无 论 是 过 去 、 现 在 , 选 钛 的 主 流 程 只 能 有 效 回 收
+
0. 074 mm 粒 级 , 对 - 0. 074 mm 基 本 上 成 为 尾 矿
[
34]
:
抛 掉 。 然 而 这 一 部 分 粒 级 随 着 矿 石 的 深 部 开 采 和 选
铁 的 细 磨 , 在 总 磁 尾 中 金 属 分 布 率 达 60% , 若 不 充
分 有 效 的 回 收 这 一 部 份 钛 铁 矿 , 选 钛 的 总 回 收 率 上
不 去 , 攀 枝 花 钛 资 源 的 利 用 率 将 永 远 处 于 低 谷 。
经 过 国 家 “ 七 五 ” 、 “ 八 五 ” 、 “ 九 五 ” 科 技 攻 关 确
立 了 回 收 微 细 粒 级 钛 铁 矿 的 强 磁 ─浮 选 工 艺 流 程 。
在 “ 九 五 ” 期 间 , 通 过 钛 业 公 司 与 长 沙 矿 冶 研 究 院 等
承 担 单 位 3 年 多 的 共 同 努 力 , 形 成 了 微 细 粒 级 钛 铁
钛 重 点 科 研 发 展 方 向 包 括
( 1) 粗 细 分 选 、 强 磁 抛 尾 技 术 的 开 发 和 应 用 。
使 选 钛 入 选 原 矿 按 一 定 粒 度 ( 如 200 目 ) 分 级 , 以 发
挥 不 同 选 别 流 程 的 优 势 ; 在 现 有 主 流 程 采 用 强 磁 抛
尾 , 大 幅 度 减 少 进 入 重 选 - 电 选 流 程 的 量 , 可 以 大 幅
度 地 减 少 重 选 、 电 选 设 备 的 台 数 , 降 低 能 源 消 耗 , 并
可 以 提 高 主 流 程 的 回 收 率 ;
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