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山东某钛铁矿阶段磨矿—弱磁选选铁试验
2017-08-24
山东某大型岩浆分异型钛铁矿资源丰富,铁和TiO2 品位分别为19. 44%、8. 63%,磁 铁矿和钛铁矿为主要有用矿物,其中磁铁矿嵌布粒度细,单体解离困难。为确定该矿石铁的选矿工 艺流程,在分析矿石性质的基础上,进行磨矿—弱磁选试验。结果表明,原矿经阶段磨矿阶段磁选 可获得产率7. 84%,铁品位67. 32%、TiO2 含量3. 75%,铁回收率26. 76%、TiO2 回收率3. 36% 的 铁精矿,可为同类型钛铁矿的开发利用提高技术参考。
Serial No. 579 July. 2017 尾矿 1 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 579期 2017 年 7 月第 7 期 63. 07 4. 71 15. 04 ꢀ ꢀ 表3表明,白钨浮选尾矿经1 ( 下转第214 页) 原矿 100. 00 19. 75 100. 00 ∗ 山东某钛铁矿阶段磨矿—弱磁选选铁试验 1 ,2,3 1,2 1,2 1,2,3 1,2,3 3 ꢀ 汤建伟 ꢀ 卫ꢀ 敏 1,2 甄逢生 ꢀ 刘长淼 ꢀ 郭珍旭 ꢀ 宁阳坤 ꢀ 严龙飞 ( 1. 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所;2. 国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室; 3 . 郑州大学化工与能源学院) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 山东某大型岩浆分异型钛铁矿资源丰富,铁和 TiO2 品位分别为 19. 44% 、8. 63% ,磁 铁矿和钛铁矿为主要有用矿物,其中磁铁矿嵌布粒度细,单体解离困难。 为确定该矿石铁的选矿工 艺流程,在分析矿石性质的基础上,进行磨矿—弱磁选试验。 结果表明,原矿经阶段磨矿阶段磁选 可获得产率 7. 84% ,铁品位 67. 32% 、TiO2 含量 3. 75% ,铁回收率 26. 76% 、TiO2 回收率 3. 36% 的 铁精矿,可为同类型钛铁矿的开发利用提高技术参考。 关键词ꢀ 钛铁矿ꢀ 磁铁矿ꢀ 弱磁选ꢀ 磨矿细度 ꢀ ꢀ 我国钛铁矿资源丰富,既有岩矿也有砂矿,其中 含量 34. 75 5. 51 0. 90 0. 64 0. 22 0. 28 0. 12 钛铁矿岩矿是我国钛铁矿的主要工业类型,分布在 云南、四川、河北、山东等地。 在矿床中,钛铁矿岩矿 常与磁铁矿等共生,形成大规模的钛、铁综合矿床。 回收利用其中的钛、铁资源,对于国民经济发展具有 表 2ꢀ 铁在各矿物中的分布 % 矿物 全铁品位 72. 40 分布率 28. 09 24. 19 3. 36 磁铁矿 钛铁矿 黑云母 [ 1-2] 重要意义 。 山东某大型岩浆分异型钛铁矿资源 37. 47 丰富,主要有用矿物为磁铁矿和钛铁矿,磁铁矿一般 嵌布粒度较钛铁矿细,可通过选矿方法进行分离。 为有效回收利用其中的铁和钛,对矿石进行选矿试 验。 12. 43 角闪石+绿泥石 辉石 12. 84 8. 05 38. 33 4. 90 榍石 0. 90 0. 15 黄铁矿 其他 46. 53 0. 00 0. 98 1 ꢀ 矿石性质 0. 00 山东某钛铁矿矿体为辉石角闪石岩,主要金属 合计 19. 44 100. 00 矿物为磁铁矿、钛铁矿,少量黄铁矿,微量黄铜矿。 矿石化学多元素分析结果见表 1,铁在各矿物中的 分布见表 2,主要矿物的嵌布特征见图 1、图 2,粒度 分析结果见表 3。 表 1ꢀ 矿石主要化学多元素分析结果 % 元素 TFe 含量 19. 44 16. 95 9. 75 8. 63 6. 41 0. 27 8. 48 11. 85 元素 SiO Al Na FeO Fe 2 O 3 TiO 2 MFe MnO MgO CaO 图 1ꢀ 榍石分布在磁铁矿与钛铁矿形成的集合体边缘 O O K O S P V O 2 5 2 2 3 2 2 ꢀ ꢀ ∗国土资源部公益性行业科研专项项目(编号: 201511062);中 国地质调查局“百名青年地质英才培养计划”资助项目。 甄逢生(1992—),男,硕士研究生,450006 河南省郑州市陇海西 路 328 号。 通信作者ꢀ 刘长淼(1981—),男,研究员,450006 河南省郑州市 陇海西路 328 号。 图 2ꢀ 磁铁矿分布在绿泥石中 2 24 ꢀ ꢀ ꢀ 甄逢生ꢀ 刘长淼等:山东某钛铁矿阶段磨矿—弱磁选选铁试验ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2017 年 7 月第 7 期 ꢀ 由表 1、表 2 可知,矿石中主要可回收元素是 铁、钛,伴生元素含量均未达到综合回收标准,主要 有害杂质氧化钙、氧化镁、二氧化硅含量很高;矿石 中的铁主要赋存在磁铁矿、钛铁矿、角闪石中,其次 2 25 总第 579 期 现代矿业 2017 年 7 月第 7 期 表 3ꢀ 粒度分析结果 品位/ % 粒级 mm 1. 00 产率 / % 分布率/ % / TFe TiO 2 TFe 31. 74 18. 20 6. 50 TiO2 + 31. 73 19. 56 19. 63 18. 16 20. 50 17. 19 22. 47 22. 19 18. 93 8. 12 8. 15 7. 44 8. 64 6. 29 9. 61 9. 06 7. 59 8. 01 32. 15 18. 44 6. 50 ꢁ ꢁ ꢁ ꢁ 1. 00+0. 50 18. 13 0. 50+0. 35 7. 00 0. 35+0. 15 10. 43 0. 15+0. 10 9. 34 10. 94 8. 21 11. 25 7. 33 ꢁ 0. 10+0. 074 4. 33 4. 97 5. 19 ꢁ 0. 074+0. 045 6. 03 6. 84 6. 81 ꢁ 0. 045 13. 01 12. 60 100. 00 12. 33 图 4ꢀ 一段磨矿细度试验结果 合计 100. 00 19. 55 100. 00 ◆ ■ —精矿铁品位; —精矿铁回收率 赋存在黑云母和辉石中,少量的铁赋存在黄铁矿和 黄铜矿中。 2. 1. 2ꢀ 一段弱磁选磁场强度试验 为选择合适的弱磁选磁场强度,按图 5 试验流 程进行一段磨矿—弱磁选磁场强度试验,结果见图 6。 从图 1、图 2 可以看出,矿石中磁铁矿、钛铁矿 主要呈稠密浸染状均匀分布,形成的集合体主要集 中在 0. 1 ~ 0. 5 mm,钛铁矿多被包裹在榍石、角闪石 中;磁铁矿粒度相对较细,角闪石有绿泥石化现象, 缝隙中有大量的磁铁矿,细磨后才能有效回收磁铁 矿。 由表 3 可知,铁、钛除在 0. 10 ~ 0. 15 mm 级别 含量稍低外,在其他粒级中含量差别不大。 磁选选 铁时,可进行分粒级选别,以提高选别效果。 图 5ꢀ 一段弱磁选磁场强度试验流程 2 ꢀ 试验结果与讨论 钛铁矿选矿一般采用先选铁后选钛的原则流 程,试验仅进行磁铁矿回收试验。 磁铁矿主要呈稠 密浸染状嵌布,多与钛铁矿、榍石构成集合体,嵌布 粒度较细,一般为 0. 05 ~ 0. 12 mm,单体解离困难, 一般通过阶段磨矿ꢁ阶段磁选方法来回收细粒嵌布 [ 3-5] 的磁铁矿 。 图 6ꢀ 磁场强度试验结果 2 2 . 1ꢀ 一段磨矿—弱磁选试验 ◆ ■ —磁铁矿品位; —磁铁矿回收率 . 1. 1ꢀ 磨矿细度试验 由图 6 可见,随着磁场强度的增大,铁精矿品位 先基本维持不变后下降,回收率则逐渐增加,因此选 择一段弱磁选磁场强度为 101 kA/ m,此时可获得 TFe 品位 51. 68% 的铁精矿,对其进行粒度分析,结 果见表 4。 磨矿细度是影响磁选技术指标的主要因素。 一 段磨矿—弱磁选试验采用 ϕ400 mm×400 mm XCRS- 4 型鼓形湿法弱磁选机(磁场强度 78. 9 kA/ m)进 行,试验流程见图 3,结果见图 4。 7 表 4ꢀ 一段弱磁选铁精矿粒度分析结果 品位/ % 分布率/ % 粒级 / mm 产率 / % TFe TiO2 TFe 4. 10 TiO2 + 0. 15 . 10 ~ 0. 15 11. 68 . 074 ~ 0. 10 18. 12 . 045 ~ 0. 074 28. 32 4. 16 50. 92 44. 81 51. 73 54. 22 51. 96 9. 72 3. 99 16. 50 23. 21 28. 84 27. 46 100. 00 0 14. 32 12. 98 10. 32 7. 38 10. 12 18. 14 29. 72 37. 92 100. 00 0 图 3ꢀ 一段磨矿磨矿细度试验流程 0 ꢁ 0. 045 37. 72 由图 4 可知,随着磨矿细度的增大,铁精矿品位 逐渐提高,回收率不断降低。 考虑粗选应尽可能提 高铁回收率,因此选择磨矿细度为ꢁ0. 074 mm 占 合计 100. 00 51. 68 10. 14 ꢀ ꢀ 由表 4 可知,+0. 1 mm 粒级中的铁和ꢁ0. 045 mm 粒级中的 TiO2 含量均较低,但铁精矿中 TiO2 含 量较高,为 27. 46% ,需通过再磨再选进行铁、钛分 6 2 2. 7% , 此 时 可 得 到 TFe 品 位 57. 49% 、 回 收 率 9. 58% 的铁精矿。 2 26 ꢀ ꢀ 甄逢生ꢀ 刘长淼等:山东某钛铁矿阶段磨矿—弱磁选选铁试验ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2017 年 7 月第 7 期 表 5ꢀ 三段弱磁选磨矿细度试验结果 % 离。 . 2ꢀ 二段磨矿—弱磁选磨矿细度试验 在磨矿浓度 67% 和探索试验确定的弱磁选磁 磨矿细度 ꢁ0. 038 mm 含量) 作业 产率 品位 TiO 作业回收率 2 产品 ( TFe 2 TFe TiO2 铁精矿 93. 99 65. 41 5. 44 尾矿 6. 01 29. 54 26. 29 97. 19 76. 40 2. 81 23. 60 场强度 78. 9 kA/ m 的条件下,采用三辊四筒棒磨 机、ϕ400 mm×400 mm XCRS-74 型鼓形湿法弱磁选 机对一段弱磁精矿进行二段磨矿细度试验,流程见 图 7,结果见图 8。 62. 98 原矿 100. 00 63. 26 6. 69 100. 00 100. 00 铁精矿 93. 42 65. 33 4. 94 96. 64 68. 57 3. 36 31. 43 7 6. 07 1. 63 尾矿 原矿 6. 58 32. 20 32. 14 100 63. 15 6. 73 100. 00 100. 00 铁精矿 92. 18 65. 15 4. 68 尾矿 7. 82 27. 13 31. 96 96. 59 63. 32 3. 41 36. 68 8 原矿 100. 00 62. 18 6. 81 100. 00 100. 00 2 . 4ꢀ 全流程试验 根据条件试验结果,按图 10 进行全流程试验, 结果见表 6。 图 7ꢀ 二段磨矿细度试验流程 图 8ꢀ 二段磨矿细度试验结果 ◆ 2 2 ◇ ■ □ —TFe 品位; —TiO 品位; —TFe 回收率; —TiO 回收率 由图 8 可知,随着磨矿细度的增大,铁精矿铁品 图 10ꢀ 磨矿—磁选试验全流程 表 6ꢀ 全流程试验结果 位有所提高、回收率下降,TiO2 含量持续下降、回收 率基本不变。 因此选择二段磨矿细度为ꢁ0. 074 mm 占 96. 70% ,此时铁精矿品位最高、TiO2 含量最低, 分别为 62. 56% 、7. 36% 。 % 品位 产率 回收率 产品 TFe TiO2 3. 75 TFe TiO2 铁精矿 中矿 3 中矿 2 中矿 1 尾矿 7. 84 67. 32 26. 91 23. 33 17. 18 15. 39 19. 72 26. 76 0. 42 3. 36 0. 90 0. 30 2. 11 26. 28 28. 15 11. 53 8. 57 2 . 3ꢀ 三段磨矿—弱磁选磨矿细度试验 2. 49 6. 78 为进一步提高铁精矿品位、降低 TiO2 含量,在 3. 13 2. 73 4. 12 探索试验确定最佳磁场强度 56. 4 kA/ m 的条件下, 按图 9 流程进行三段磨矿—弱磁选磨矿细度试验, 结果见表 5。 86. 62 100. 00 67. 60 100. 00 84. 84 100. 00 原矿 8. 75 ꢀ ꢀ 由表 6 可知,磨矿—弱磁选全流程试验最终能 获 得 产 率 7. 84% 、 铁 品 位 67. 32% 、 TiO2 含 量 3 3 . 75% 的铁精矿,铁回收率 26. 76% 、TiO2 回收率 . 36% ,实现了铁精矿中磁铁矿的富集,并降低其中 钛铁矿的含量,指标良好。 3 ꢀ 结ꢀ 论 ( 1)山东某大型岩浆分异型钛铁矿可回收利用 图 9ꢀ 三段弱磁选磨矿细度试验流程 铁、钛,铁和 TiO2 品位分别为 19. 44% 、8. 63% ,其中 磁铁矿中的铁占全铁的 28. 09% ,可通过弱磁选回 收。 磁铁矿多与钛铁矿紧密共生,嵌布粒度较细,需 通过细磨才能有效回收。多段磨( 下转第214页) ꢀ ꢀ 由表 5 可知,随着磨矿细度的增大,铁精矿品位 略有降低,TiO2 含量不断下降。 综合考虑铁精矿品 位和 TiO2 含量,确定三段磨矿细度为ꢁ0. 038 mm 7 6. 07% 。 2 27
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