河北某钒钛磁铁矿选铁尾矿预选工艺试验研究

钛铁矿选矿常用的方法有全浮选、重选—磁选—电选联合流程、磁选—浮选联合流程^[1]、重选—浮选联合流程^[2]、重选—磁选—浮选联合流程等。河北某地原生钛铁矿TiO₂品位仅为6.76%，理论回收率为67%，原矿成分复杂，直接采用全浮选流程药耗大、成本高，没有经济价值；而采用电选流程对环境污染大，治理成本高，且电选电耗成本较高，同样没有经济价值。综合考虑产量、生产成本、经济效益和浮选的优势，欲采用预选—浮选流程处理此钛铁矿，并针对预选部分进行工艺试验研究。预选主要采用新型高效的Slon型系列高梯度强磁选机和低能耗低成本大处理量的圆锥选矿机进行试验，通过预选大量甩尾，并使钛铁矿得到初步富集，为浮选提供优质原料。

1  矿石性质

1.1  矿石的物质组成

河北某地原生钛铁矿为钒钛磁铁矿1段弱磁选铁的尾矿，原矿主要矿物组成见表1。原矿化学多元素分析结果和钛物相分析结果分别见表2、表3。

     表1  矿样主要矿物组成   %

由表1可知，原矿中有用矿物主要为钛磁铁矿和钛铁矿，原矿中主要脉石矿物为橄榄石、斜长石、钛普通辉石、绿泥石和角闪石。此外通过MLA定量测定原矿中还含有黑云母、褐帘石、方解石、磷辉石、尖晶石、刚玉等微量脉石矿物。

表2  矿样化学多元素分析结果   %

由表2可知，原矿TiO₂品位为6.76%，属于低品位原生钛铁矿，同时可以看到原矿中TFe品位为16.34%，铁品位偏高，分析原因可能为原矿中含钛磁铁矿的量较大。

      表3   矿样钛物相分析结果  %

由表3可知，原矿中以钛铁矿矿物形式存在的钛占66.63%，即钛的最高理论回收率仅67%左右。

1.2  矿物物理特性

原矿中钛铁矿的密度和比磁化系数分别为4.9 kg/m³和240×10^-9m³/kg，钛磁铁矿密度和比磁化系数分别为4.7 kg/m³和7300×10^-9m³/kg；主要脉石矿物橄榄石、钛普通辉石、斜长石、绿泥石、角闪石和石英，含量达79.29%，密度范围为2.6～3.4 kg/m³，比磁化系数范围为14×10^-9～100×10^-9m³/kg。

原矿脉石矿物中绿泥石多为橄榄石的蚀变产物，橄榄石变化为绿泥石，多余的铁生成磁铁矿，因此，绿泥石中大多含有数量不等的微粒状、丝网状微细磁铁矿包裹体，导致绿泥石的磁性强，并且变化较大。

对原矿粒度和解离度分析表明，原矿粒度偏粗，有1.0mm以上的大块脉石，且粒度集中在-0.63mm+0.10mm之间，含量为54.30%，-0.010mm含量低，仅为3.16%；原矿平均解离度为83%。

2 试验方案

原矿预选考虑到原矿工艺学特性，分2阶段完成，前期隔渣、除铁试验和后期弱磁除铁尾矿不同工艺试验。

2.1 隔渣、弱磁除铁试验

隔渣、弱磁除铁试验流程见图1，试验结果见表4。

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图1 原矿隔渣、除铁流程

    表4 原矿隔渣、除铁试验结果   %

由表4可知，原矿通过隔渣、除铁后钛金属主要分布在弱磁尾矿中，金属占有率为81.25%，这部分弱磁尾矿是回收钛铁矿的对象。

2.2 弱磁尾矿不同工艺试验研究

2.2.1 高梯度强磁选工艺试验

分析原矿工艺矿物学特点后，首先进行了强磁选工艺试验。全磁选预选采用大处理量的Slon型高梯度磁选机。开路试验研究表明2段强磁最合适，再增加强磁段数不能发挥强磁选机的性能。条件优化后进行了闭路试验，强磁选试验流程见图2，试验结果见表5。

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图2 强磁选闭路试验流程

                 表5  强磁选闭路试验结果            %

由表5可知，精矿钛品位较低，但回收率较好。精矿岩矿镜下观察表明，钛铁矿已完全解离，但含大量变质橄榄石和磁性强的绿泥石，此橄榄石和绿泥石影响精矿进一步强磁分选，也对后续浮选产生严重影响。

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