钛铁矿选矿试验研究

钛是一种理想的金属材料，具有耐高温、低密度、高强度、耐腐蚀等优良性能。钛合金强度甚至高于钢铁，广泛的应用于航天、武器、舰船等技术领域^[1]。此外，由于钛合金还与人体有很好的相容性，所以钛合金还可以作人造骨，在医学上有广泛的用途，而钛的重要化合物二氧化钛（钛白粉）也有很广泛的用途，用于颜料、油漆、陶瓷工业等领域。

我国的钛金属储量属居世界之首，占世界探明储量的38.85%，主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地，其中攀西（攀枝花西昌）地区是中国最大的钛资源基地，钛资源量为8.7亿t。但我国的钛储量构成中,属于钒钛磁铁矿的共生资源占了主导地位,比例高达97%以上,而砂矿所占比例却不到3%且难采难选的多,易采易选的少,这是我国钛资源的劣势。某钛铁矿品位较低，嵌布粒度细，分选难度较大，由于原矿中含有大量弱磁性的片状金云母,采用高梯度磁选方法无法有效去除。针对上述原矿性质，进行了试验研究，选择弱磁选铁—高梯度磁选、重选粗选抛尾—高梯度磁选、摇床精选的工艺流程，获得钛精矿的TiO₂品位和回收率分别为42.26%和31.19%，铁精矿的铁品位和铁回收率分别为65.97%和54.98%，为此类钛铁矿的选别提供了一种可行途径。

1 原矿性质

对原矿进行化学多元素分析及钛物相分析，其结果分别见表1、表2。

表1  原矿化学多元素分析结果  %

由表1可知，原矿中主要可回收元素是钛和铁，钒具有综合回收价值；原矿TFe含量为30.55%，其中磁性铁（mFe/TFe）占有率为54.14%；主要杂质元素为SiO₂和Al₂O₃，主要有害元素硫、磷和砷含量不超标。

表2  原矿钛物相分析结果  %

由表2可知，钛磁铁矿中TiO₂分布少为3.50%，有利于得到低TiO₂的优质铁精矿；钛铁矿中TiO₂为52.00%，原矿中含有较高的金红石类矿物，TiO₂品位达到2.08%；其余TiO₂赋存于硅酸盐矿物如榍石中，不能回收利用。

2 选矿试验

根据原矿化学多元素分析及钛物相分析结果,原矿中TiO₂和Fe主要以钛铁矿和钛磁铁矿形式存在,对强磁性的钛磁铁矿用弱磁选方法富集,弱磁性的钛铁矿用强磁选方法富集后用重选方法精选。

2.1磨矿细度试验

此试验的重点是选钛，原矿中铁易选，故以不同磨矿细度下的高梯度磁选抛尾指标来确定原矿的粗磨细度，磨矿试验流程见图1。试验过程中弱磁选试验采用RK/CRSΦ400×240型电磁湿法鼓式弱磁选机^[2]，给矿量为1200g/次；高梯度磁选试验采用SLon-100型周期式脉动高梯度磁选机^[3]，选定磁介质直径2 mm, 固定脉动冲程4 mm 和冲次180 r/min以及磁感应强度636.94kA/m, 进行磨矿细度与高梯度强磁选抛尾试验,试验结果见图2。

图1  原矿磁选粗选抛尾工艺流程

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图2 磨矿细度和TiO₂品位、回收率的关系曲线

由于原矿TiO₂品位为8.44%，因此为获得高的生产效率和技术经济效益，应尽可能地进行粗粒抛尾，以降低后续的磨矿成本。同时根据生产实践经验，1段磨矿易于获得-0.074mm占70%左右的细度，1段磨矿的细度再提高，球磨机的产量将明显下降，通常需要2次连续分级方能实现。根据以上分析及图2 结果可见，原矿的粗磨细度选择-0.074mm60%作为高梯度磁选抛尾的磨矿细度较适宜。

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