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攀西地区钒钛磁铁矿提钛工艺与技术进展
2007-07-15
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 20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 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。
SeJruileysꢀ N2o0.03773ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 20总07第年 3第737期期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 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 VBearing Titanomagnetite Ore in PanzhihuaXichang Region 1 , 2 2 1 3 Zou Jianxin ꢀ Yang Cheng ꢀ Peng Fuchang ꢀ Zhou Jianguo ( 1. Panzhihua Institute; 2. Sichuan Key Lab of VanadiumTitanium Materials and Compositing Technology; 3. Pangang Group Co. ) Abstractꢀ Titanium Concentrator of Pan Steel's Group can represent the titanium extraction technology for VBearing Titanomagnetite Ore in PanzhihuaXichang 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 Vbearing 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 。 · 7· 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 12] 。 [ 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 [ 34] : 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 ; ( 下 转 第 27 页 ) · 9·
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