提高细粒级钛精矿产量的方法

339 编辑：中冶有色技术网来源：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司

2024-12-06 14:43:34

权利要求

1.提高细粒级钛精矿产量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将选钛原矿进行一段弱磁选除铁，磁场强度为1800～2000GS，得到弱磁选尾矿和次铁精矿;

B、步骤A所得弱磁选尾矿进行一段强磁选作业，磁场强度为2000～2500GS，得到一段强磁选精矿和一段强磁选尾矿;

C、步骤B所得一段强磁选精矿进入旋流器中进行分级，控制给矿口直径240～250mm，工作压力0.06～0.15Mpa，溢流管直径300～310mm，沉砂口直径90～100mm，矿浆浓度为40～45wt%，得到溢流和沉砂;

D、步骤C所得沉砂进行球磨再磨，控制工作转速为20～25r/min，球磨钢球直径40+60mm，磨矿浓度为65～75%，球磨排矿返回至旋流器进行再分级，形成磨矿分级闭路作业;

E、步骤C所得溢流进入高频震动筛进行检查筛分，高频震动筛的筛孔直径为0.15～0.18mm，筛面倾角23～25°，频率为55～65Hz，得到筛上物和筛下物，筛上物随球磨排矿返回至旋流器再分级;

F、步骤E所得筛下物进行除铁磁选作业，得到除铁精矿和除铁尾矿;

G、步骤F所得除铁尾矿进行二段强磁选作业，控制冲程10～14mm，脉冲200～250min，背景场强为0.65～0.90T，激磁功率为80～100kw，激磁电压为65～70V，得到二段强磁选精矿和二段强磁选尾矿;

H、步骤G所得二段强磁选精矿进行细粒浮选作业，浮选完毕，即得细粒级钛精矿。

2.根据权利要求1所述的提高细粒级钛精矿产量的方法，其特征在于：步骤A中，所述选钛原矿的TFe品位为11.35～12.56wt%，TiO2品位为6.87～7.40wt%。

3.根据权利要求1所述的提高细粒级钛精矿产量的方法，其特征在于：步骤D中，40mm和60mm球磨钢球的质量比为1：1。

4.根据权利要求1所述的提高细粒级钛精矿产量的方法，其特征在于：步骤F中，除铁磁选作业的磁场强度为2000～2500GS。

5.根据权利要求1～4任一项所述的提高细粒级钛精矿产量的方法，其特征在于：步骤H中，细粒浮选作业中，浮选药剂为MOH-3、黄药、硫酸、柴油和2#油，矿浆浓度为50～65%。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种提高细粒级钛精矿产量的方法。

背景技术

[0002]攀西地区蕴藏着得天独厚的钒钛磁铁矿资源探明储量93.933×108t，预测储量达300亿t，其中铁储量占全国的20%，居全国第二位;钛资源保有储量(以TiO2计)4.28亿t，占全国储量的93%，居世界第一位;钒资源保有储量(以V2O5计)1047.86万t，占全国储量的63%，居世界第三位。经过几十年的努力，攀西地区钒钛磁铁矿资源的开发利用取得了一系列重大的科研成果。但是，在攀西地区钒钛磁铁矿的综合利用过程中，也存在着资源利用率偏低的问题，铁、钒、钛元素的回收率分别为60%、39%和10%左右，特别是宝贵的钛资源，相对原矿利用率约10%～20%，造成了资源的大量浪费，这是攀西钒钛磁铁矿综合利用存在的最突出问题。

[0003]碎磨作业作为选矿厂的领头工序，同时又是物料准备的最后一道工序，选别作业指标的好坏，很大程度上取决于磨矿产品质量的好坏。据统计，选矿厂碎磨作业的能耗约占选矿厂总能耗的65%～75%，成本占选矿厂总成本的50%～70%。因此正确选择磨分工艺，优化磨分工艺参数，提高磨矿分级效率，具有很大的经济和社会效益。

[0004]CN103706463A公开了一种选钛方法，包括以下步骤：解离选钛原矿，以使选钛原矿中粒度小于0.25m的钛铁矿物与脉石矿物分离;对解离后的矿料进行分级，得到粒度小于0.074mm的细粒矿料和粒度在0.074m以上的粗粒矿料;对所述粗粒矿料进行隔粗处理，以去除其中粒度在1.0mm以上的矿料;对隔粗后的矿料进行一段除铁和一段强磁选，得到强磁精矿和尾矿;对所述强磁精矿进行旋流器分级和振动筛分级，将旋流器分级得到的粒度小于0.18m的矿料送至振动筛以进一步分级去除其中粒度在0.18m以上的矿料，旋流器分级和振动筛分级得到的粒度在0.18m以上的矿料经磨矿处理后返回旋流器分级步骤再次选别;对振动筛分级得到的粒度小于0.18m的矿料依次经二段除铁、二段强磁选、浓缩和浮选得到钛精矿，其中，待浮选的矿料中粒度在0.18mm以上的矿料含量为10～20wt%，粒度为0.100～0.18mm的矿料含量为20～30%，粒度为0.074～0.100mm的矿料含量为20～25wt%，粒度小于0.074mm的矿料含量为30～40wt%，TiO2含量为20～24wt%。该方法主要用于生产粗粒级钛精矿，细粒级钛精矿产量偏低;并且随着时间的推移，矿石性质发生了较大变化，导致目前钛精矿入浮品位已降低至12～14%，回收率也降低至80%以下，而该方法得到的是高品位待浮选矿料，难以满足目前入浮品位低的产生情况。

[0005]因此，在目前入浮品位低、回收率低的情况下亟需开发的一种新工艺，促进细粒级钛精矿的回收，提高钛精矿产量。

发明内容

[0006]本发明的目的在于提供一种提高细粒钛精矿产量的方法，以解决攀西地区钒钛资源利用率不高、钛精矿产量较低的问题，并实现节能减排，绿色生产，解决低碳环保降能耗和降本增效促发展的问题。

[0007]本发明提供了一种提高细粒级钛精矿产量的方法，其包括以下步骤：

[0008]A、将选钛原矿进行一段弱磁选除铁，磁场强度为1800～2000GS，得到弱磁选尾矿和次铁精矿(次铁精矿并入上游选铁精矿中);

[0009]B、步骤A所得弱磁选尾矿进行一段强磁选作业，磁场强度为2000～2500GS，得到一段强磁选精矿和一段强磁选尾矿(一段强磁选尾矿直接进入尾矿库);

[0010]C、步骤B所得一段强磁选精矿进入旋流器中进行分级，控制给矿口直径240～250mm，工作压力0.06～0.15Mpa，溢流管直径300～310mm，沉砂口直径90～100mm，矿浆浓度为40～45wt%，得到溢流和沉砂;

[0011]D、步骤C所得沉砂进行球磨再磨，控制工作转速为20～25r/min，球磨钢球直径40+60mm，磨矿浓度为65～75%，球磨排矿返回至旋流器进行再分级，形成磨矿分级闭路作业;

[0012]E、步骤C所得溢流进入高频震动筛进行检查筛分，高频震动筛的筛孔直径为0.15～0.18mm，筛面倾角23～25°，频率为55～65Hz，得到筛上物和筛下物，筛上物随球磨排矿返回至旋流器再分级;

[0013]F、步骤E所得筛下物进行除铁磁选作业(除铁磁选作业可采用CTB1230永磁筒式磁选机)，得到除铁精矿(除铁精矿进入精矿仓)和除铁尾矿;

[0014]G、步骤F所得除铁尾矿进行二段强磁选作业(二段强磁选可采用LHGC2.5Ft.00WX立环脉动高梯度强磁机)，控制冲程10～14mm，脉冲200～250min，背景场强为0.65～0.90T，激磁功率为80～100kw，激磁电压为65～70V，得到二段强磁选精矿和二段强磁选尾矿(二段强磁选尾矿随球磨排矿返回至旋流器再分级);

[0015]H、步骤G所得二段强磁选精矿进行细粒浮选作业(细粒浮选作业可采用XCF浮选机)，浮选完毕，即得细粒级钛精矿。

[0016]其中，上述提高细粒级钛精矿产量的方法，步骤A中，所述选钛原矿的TFe品位为11.35～12.56wt%，TiO2品位为6.87～7.40wt%。

[0017]其中，上述提高细粒级钛精矿产量的方法，步骤D中，40mm和60mm球磨钢球的质量比为1：1。

[0018]其中，上述提高细粒级钛精矿产量的方法，步骤F中，除铁磁选作业的磁场强度为2000～2500GS。

[0019]其中，上述提高细粒级钛精矿产量的方法，步骤H中，细粒浮选作业中，浮选药剂采用的是本领域常规浮选药剂，一般为浓度5～10%的MOH-3、浓度5～10%的黄药、浓度25～30%的硫酸、柴油200g/t和2#油40g/t，矿浆浓度为50～65%。

[0020]本发明中，选钛原矿为选钛厂选钛流程中，将钒钛磁铁矿经过现有常规选铁工艺后得到的尾矿，再经过现有常规隔渣分级后的物料。

[0021]由于攀西地区资源禀赋相差不大，因此本发明工艺可推广至攀西地区其他选矿厂使用，可大大提高攀西地区钒钛资源利用率。但本发明并不局限于攀西地区，其他地区的钒钛磁铁矿均适用。

[0022]本发明的有益效果：

[0023]本发明深入研究了影响磨矿分级的主要因素矿物粒度组成，并研究选钛原矿和筛分合格产品各粒级之间的矿物含量变化情况，对工艺进行优化调整，通过增加旋流器浓度和磨矿浓度等参数进行准确控制，提高分级效率，改变选矿过程中化学分析和粒级的分布情况，使得合格产品中的TiO2更加富集，在入浮品位偏低的情况下，使细粒级钛精矿产量和品质均得到显著提高，极大释放细粒钛精矿产能，从而促进钛精矿作业率的提升，实现选铁尾矿资源的更充分利用。

[0024]此外，本发明方法提高了选钛过程中的磨矿分级效率，释放了球磨机和分级设备的台时处理能力，磨矿分级循环负荷降低，磨矿设备和分级设备电能消耗减少，设备利用系数提高，磨矿产量、磨矿效率都有较大提高，提高了钛精矿合格产量，改善了企业经济效益，在节能减排、降本增效方面具有重要意义。

附图说明

[0025]图1为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

[0026]下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。

[0027]试验例1

[0028]本次选取的试验对象为攀西地区某选钛厂选钛流程中的选钛原矿(选钛原矿为钒钛磁铁矿经过选铁工艺后得到的尾矿，再经过隔渣分级后的物料)，由于进入浮选的粒度要求为0.1mm以下，故此次试验结果评价标准为-0.1mm。根据试验方案要求，对试验原料成分组成进行分析，相关分析结果如表1所示。

[0029]表1选钛原矿主要元素化学分析结果/wt%

[0030]

PTFeTiO2SCaOK2O0.01612.007.050.355120.084MgONa2OSiO2Al2O3——10.041.2838.1410.96——

[0031]从表1可知，选钛原矿中TFe品位为12.00%，TiO2品位为7.05%，其中Ca、Mg、Al含量(以氧化物含量计)分别为12.00%、10.04%、10.96%，含量较高，对后续钛精矿的利用有较大的影响。

[0032]为更好制定试验方案，针对磨矿分级主要影响因素—矿物粒度组成进行筛析试验，试验设备主要是利用选冶联合试验室的多层水力筛与人工检查筛分相结合，筛析结果如表2所示。

[0033]表2选钛原矿筛析试验/wt%

[0034]

+65目65-100目100-150目150-200目200-400目-400目22.0318.388.1211.374.8735.23

[0035]其中，“+65目”表示65目标准筛的筛上物;“65-100目”表示65目标准筛的筛下物，且100目标准筛的筛上物;“100-150目”表示100目标准筛的筛下物，且150目标准筛的筛上物;“150-200目”表示150目标准筛的筛下物，且200目标准筛的筛上物;“200-400目”表示200目标准筛的筛下物，且400目标准筛的筛上物;“-400目”表示400目标准筛的筛下物。

[0036]从表2可知，选钛原矿主要粒级呈现“两端大，中间小”的极端现象，表明上游选铁作业粒度波动较大，入磨前的预先筛分作业是十分必要的，且0.1mm(150目)以上粒级占比在50%左右，而入磨粒度要求一般需要小于0.1mm，故选钛原矿可磨空间较大。

[0037]为更好了解选钛原矿和筛分合格产品各粒级之间的矿物含量变化情况，对其各粒级筛析样品进行化学分析，结果如表3和表4所示。

[0038]表3选钛原矿化学分析结果/wt%

[0039]

目数TFeTiO2+6515.1211.7665-10021.0022.74100-15019.5018.32150-20019.3816.58200-40020.2516.50-40024.1319.88

[0040]表4筛分合格产品(即入浮原料)化学分析结果/wt%

[0041]

目数TFeTiO2+6512.506.4165-10015.6011.14100-15016.5012.29150-20017.5014.15200-40019.4016.62-40022.9019.56

[0042]从表3分析可知，选钛原矿中TFe含量和TiO2含量随着粒度减小呈现先增后减再增的波动变化，且在65-100目，TFe、TiO2含量基本达到峰值，表明入磨产品0.15mm中可利用钛铁矿资源较大，有效的磨矿作业可增大钛精矿产量。从表4分析得到，随着筛分合格产品粒度的减小，TFe含量和TiO2含量越来越大，基本规律为粒度越细，TFe含量和TiO2含量越高。其中，在粒度组成为-400目时，TFe、TiO2含量分别为22.90%、19.56%，达到了峰值。且符合选钛厂后续粗粒浮选作业要求的粒度，表明磨矿分级试验应主要考虑150-200目的占比，可提高选钛作业率，增大钛精矿产量。

[0043]基于上述发现，本发明通过工艺的优化调整，使得合格产品中的TiO2更加富集，从而提高入浮品位，最终提高细粒级钛精矿产量和品位。

[0044]实施例1

[0045]A、将试验例1中的选钛原矿进行一段弱磁选除铁，磁场强度为2000GS，弱磁选所得尾矿进行一段强磁选作业，次铁精矿并入上游选铁精矿中;

[0046]B、一段强磁选磁场强度为2000GS，一段强磁选所得精矿进行旋流器分级，尾矿直接进入尾矿库;

[0047]C、旋流器分级中，控制给矿口直径250mm，工作压力0.12Mpa，溢流管直径300mm，沉砂口直径100mm，矿浆浓度为45wt%，旋流器分级所得溢流进入高频震动筛进行检查筛分，沉砂则进入球磨再磨;

[0048]D、球磨再磨中，控制工作转速为20r·min-1，球磨钢球直径40+60mm(质量比1：1)，磨矿浓度为68wt%，球磨排矿返回至旋流器进行再分级，形成磨矿分级闭路作业;

[0049]E、高频震动筛的筛孔直径为0.15mm，筛面倾角25°，频率为60Hz，筛上物随球磨排矿返回至旋流器再分级，筛下物进入下一阶段的除铁磁选作业。

[0050]F、除铁作业采用CTB1230永磁筒式磁选机，磁场强度为2000GS，除铁磁选所得除铁精矿进入精矿仓，尾矿(TiO2品位18.56%)进行二段强磁选作业;

[0051]G、二段强磁选采用LHGC2.5Ft.00WX立环脉动高梯度强磁机，14mm冲程，220min脉冲，背景场强为0.8T，激磁功率为80kw，激磁电压为66.8V，二段强磁选所得磁选精矿(TiO2品位16.98%)进行细粒浮选作业，尾矿随球磨排矿返回至旋流器再分级;

[0052]H、将二段强磁选所得磁选精矿进入XCF浮选机进行细粒浮选作业，浮选药剂为MOH-3(5%)、黄药(5%)、硫酸(25%)、柴油200g/t和2#油40g/t，矿浆浓度为50%，浮选完毕，即得细粒级钛精矿，Ti回收率85.17%，TiO2品位47.5%，每吨原矿能得到0.11吨细粒级钛精矿;尾矿TiO2品位4.35%，产率94.46%，按照82.55t·h-1进行计算，尾矿将减少约3万吨/年。

[0053]表5细粒级钛精矿粒度分布统计表/wt%

[0054]

[0055]本实施例的筛析试验效果如表6所示，分级效率如表7所示。

[0056]表6实施例1筛析试验效果/wt%

[0057]

[0058]分级效率分为分级质效率与量效率两类评价指标，在实际生产中大都采用质效率来计算分级效率。计算公式如下：

[0059]

[0060]其中，β表示分级溢流中-0.074mm粒级含量%;α表示分级给矿中-0.074mm粒级含量%;θ表示分级返砂中-0.074mm粒级含量%。

[0061]表7实施例1和对比例1的分级效率统计

[0062]

[0063]对比例1

[0064]传统工艺：

[0065]A、将试验例1中的选钛原矿进行弱磁选除铁，磁场强度为3000GS，弱磁选所得尾矿进行一段强磁选作业，次铁精矿并入上游选铁精矿中;

[0066]B、一段强磁选磁场强度为5500GS，一段强磁选所得精矿进行旋流器分级，尾矿直接进入尾矿库;

[0067]C、旋流器分级中，控制给矿口直径250mm，工作压力0.06～0.15Mpa，溢流管直径300mm，沉砂口直径110mm，矿浆浓度为34.08wt%，旋流器分级所得溢流进入高频震动筛进行检查筛分，沉砂则进入球磨再磨;

[0068]D、球磨再磨中，控制工作转速为19.4r·min-1，球磨钢球直径40mm，磨矿浓度为52.76wt%，球磨排矿返回至旋流器进行再分级，形成磨矿分级闭路作业;

[0069]E、高频震动筛的筛孔为0.15mm，筛面倾角20°，频率为50Hz，筛上物随球磨排矿返回至旋流器再分级，筛下物进入下一阶段的除铁磁选作业。

[0070]F、除铁作业采用Slon-4000立环脉动高梯度中磁机，磁场强度为5500GS，除铁磁选所得除铁精矿进入精矿仓，尾矿(TiO2品位17.12%)进行二段强磁选作业;

[0071]G、二段强磁选采用Slon-2500TP(0.8)立环脉动高梯度强磁机，磁场强度为5500GS，25mm冲程，300min脉冲，背景场强为1.0T，激磁功率为77.28kw，激磁电压为220V，二段强磁选所得磁选精矿(TiO2品位16.03%)进行细粒浮选作业，尾矿随浓缩尾矿进入尾矿库;

[0072]H、将二段强磁选所得磁选精矿进入XCF浮选机进行细粒浮选作业，浮选药剂为MOH-3(5%)、黄药(5%)、硫酸(25%)、柴油200g/t和2#油40g/t，矿浆浓度为50%，浮选完毕，即得细粒级钛精矿，Ti回收率83.78%，TiO2品位47.37%，每吨原矿能得到0.08吨细粒级钛精矿;尾矿TiO2品位4.6%，产率97.34%。

[0073]表8细粒级钛精矿粒度分布统计表/wt%

[0074]