攀西钒钛磁铁矿粗、细粒钛铁矿混合浮选的可行性研究.pdf

第 卷第期 年月矿冶M I N I N GAN D ME TA L L UR G YV o l ,N o A u g u s t d o i:/j i s s n 攀西钒钛磁铁矿粗、细粒钛铁矿混合浮选的可行性研究胡厚勤谢海云罗荣飞(攀钢集团矿业有限公司设计研究院,四川 攀枝花 ;昆明理工大学 国土资源工程学院,昆明 ;攀钢集团矿业有限公司选钛厂,四川 攀枝花 )摘要:攀西地区钒钛磁铁矿中的钛铁矿主要采用粗、细粒分级分选工艺,存在流程复杂及能耗较高的问题.首先对攀西某选厂粗、细粒钛铁矿性质进行了分析,其次开展了粗粒钛铁矿、细粒钛铁矿单一浮选试验及混合浮选试验研究.结果表明,粗、细粒钛铁矿混合浮选指标较好,工艺可行.对简化钛浮选流程、降低生产成本和提升钛铁矿选矿水平提供了一定借鉴.关键词:粗粒钛铁矿;细粒钛铁矿;分级浮选;混合浮选中图分类号:T D 文献标志码:A文章编号:()F e a s i b i l i t ys t u d yo nm i x e df l o t a t i o no f c o a r s ea n df i n e i l m e n i t e i nt h ew e s t o fP a n z h i h u aa r e aHU H o u q i nX I EH a i y u nL UOR o n g f e i(D e s i g na n dR e s e a r c hI n s t i t u t eo fP a n z h i h u aG r o u pM i n i n gC o L t d,P a n z h i h u a ,S i c h u a n,C h i n a;F a c u l t yo fL a n dR e s o u r c eE n g i n e e r i n g,K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,K u n m i n g ,Y u n n a n,C h i n a;T i t a n i u mP l a n to fP a n z h i h u aG r o u pM i n i n gC o L t d,P a n z h i h u a ,S i c h u a n,C h i n a)A b s t r a c t:I l m e n i t ei nt h e w e s to fP a n z h i h u aa r e ai s m a i n l y u s e di nc o a r s e g r a i n e da n df i n e g r a i n e dc l a s s i f i c a t i o na n ds e p a r a t i o np r o c e s s,b u tt h e r ea r es o m ep r o b l e m ss u c ha sc o m p l i c a t e dp r o c e s sa n dh i g he n e r g yc o n s u m p t i o n I nt h i sp a p e r,t h ep r o p e r t i e so fc o a r s e g r a i n e da n df i n e g r a i n e di l m e n i t ew e r ef i r s t l ya n a l y z e d,a n dt h e nt h ef l o t a t i o ni n d e x e so fc o a r s e g r a i n e da n df i n e g r a i n e di l m e n i t e w e r es e p a r a t e l ya n a l y z e d O nt h i sb a s i s,t h em i x e df l o t a t i o ne x p e r i m e n to fc o a r s e g r a i n e da n df i n e g r a i n e di l m e n i t ew a sc a r r i e do u t T h er e s u l t ss h o wt h a tt h em i x e df l o t a t i o np r o c e s so fc o a r s e g r a i n e di l m e n i t ei sf e a s i b l e T h er e s e a r c hr e s u l t so f t h i sp a p e rp r o v i d es o m er e f e r e n c ef o rs i m p l i f y i n gt i t a n i u mf l o t a t i o np r o c e s s,r e d u c i n gp r o d u c t i o nc o s t a n d i m p r o v i n g i l m e n i t eb e n e f i c i a t i o nl e v e l K e yw o r d s:c o a r s e g r a i n e d i l m e n i t e;f i n e g r a i n e d i l m e n i t e;f r a c t i o n a l f l o t a t i o n;m i x e df l o t a t i o n收稿日期:基金项目:攀钢集团矿业有限公司钛精矿提质项目(P D )第一作者:胡厚勤,高级工程师,主要从事选矿科研及设计工作.E m a i l:q q c o m通信作者:谢海云,教授;E m a i l:x i e h a i y u n c o m攀枝花钛铁矿资源赋存于基性岩超基性岩(辉长岩)岩体中,采用浮选工艺回收钛铁矿一直是世界公认的选矿难题,.究其原因主要有两方面:一方面,该资源中除钛磁铁矿、钛铁矿及少量硫化物等有用矿物外,主要脉石矿物为钛辉石与斜长石,其中钛辉石与钛铁矿表面活性质点相似,使捕收剂吸附选择性下降 ;另一方面,攀西地区钒钛磁铁 矿 综 合 利 用 的 原 则 流 程 为 先 选 铁 后 选钛 ,为得到高品 质的铁精矿,对 原矿进行了细磨,导致选铁尾矿(即选钛原矿)中 mm含量达到 左右,这部分微细粒 级矿物质量小、动量低,在常规浮选体系中与气泡碰撞黏附概率小,浮选速率与回收率低,且易引起细粒混杂而降低精矿品位,同时由于微细粒级矿物比表矿冶面积大,对药剂的非选择性吸附严重,导致药剂消耗量大 .因此,目前采用分级脱泥等预处理方法规避该部分矿物带来的不利影响,以降低钛铁矿浮选作业难度,但这是以损失大量微细粒钛铁矿回收率为代价的;此外,通过预处理的矿物分别进入粗、细粒浮选线进行钛铁矿分选,工艺流程较复杂,能耗较高.本文在对攀枝花某选钛厂钛铁矿分级分选流程分析的基础上,分析了粗粒、细粒两条浮选线中粗粒钛铁矿和细粒钛铁矿的粒级组成和金属分布,对比研究了粗、细粒钛铁矿分级浮选和粗、细粒钛铁矿混合浮选的分选指标,探讨了粗、细粒混合浮选的可行性,目的是简化钛铁矿浮选工艺并提升钛铁矿选矿水平.攀枝花某地选钛厂粗粒、细粒钛铁矿分级分选流程的特点攀枝花某选钛厂在长期生产实践积累的基础上,形成了“分级强磁强磁浮选”工艺流程,该工艺极大地提高了攀西地区钛资源综合利用效率,其选别流程见图.图攀枝花某选钛厂钛铁矿分级分选流程F i g C l a s s i f i c a t i o na n ds e p a r a t i o np r o c e s so f i l m e n i t e i nat i t a n i u ms e p a r a t i o np l a n t i nP a n z h i h u a如图所示,原矿经斜板分级后形成粗粒、细粒和微细粒(尾矿)三种物料,其中粗粒物料进入粗粒生产线“强磁磨矿强磁浮选”流程进行钛铁矿分选;细粒物料进入细粒生产线“强磁强磁浮选”流程进行钛铁矿分选;微细粒物料则进入尾矿处理系统.在粗、细粒物料分选过程中,为提高浮选原料入选品位,有效脱除细粒脉石矿物,降低浮选作业难度,两条生产线分别采用了适应粗、细粒矿物性质的两段高梯度强磁作业,并在强磁精矿(分别为粗粒钛铁矿和细粒钛铁矿)进入浮选作业前采用斜板进行浓缩和脱泥,再分别进入粗、细粒浮选线后采用不同的浮选机进行选别.粗、细粒级分级分选具有针对性强、防止跑粗、强化细粒回收等优势,但存在流程复杂、能耗高、备件组织繁琐及管理难度大等问题.粗、细粒浮选线入选原料分析通过上述对攀枝花某选钛厂钛铁矿分级分选流程的分析,对进入两条不同浮选线入选原料,即粗粒钛铁矿和细粒钛铁矿进行分析,结果见表,目的是查明粗、细粒入浮原料的粒级组成及金属分布率,为下一步粗、细粒混合浮选提供研究基础.胡厚勤等:攀西钒钛磁铁矿粗、细粒钛铁矿混合浮选的可行性研究表粗粒、细粒钛铁矿粒级筛析结果T a b l eS i e v ea n a l y s i sr e s u l t so f c o a r s ea n df i n e i l m e n i t e/粒级/mm粗粒钛铁矿细粒钛铁矿产率T i O品位金属分布率产率T i O品位金属分布率 合计 由表可知,粗粒钛铁矿中 m m(即常规浮选粒级)的粒级产率约为 ,金属分布率约为 ,细粒钛铁矿中 mm粒级产率约为,金属分布率约为;粗粒钛铁矿中 mm粒级产率为 ,细粒钛铁矿中该粒级产率仅为 ;粗粒钛铁矿中 mm粒级产率仅为 ,而细粒钛铁矿中该粒级产率为 .由此可见,进入粗、细粒浮选线入浮原料的常规浮选粒级产率和金属分布率差异不大,具有混合浮选的工艺基础.结果与讨论 粗粒、细粒钛铁矿浮选探索试验流程针对该选钛厂的粗粒浮钛原料、细粒浮钛原料和粗、细粒浮钛混合原料(粗粒细粒为)三种矿样,在粗粒钛铁矿浮选试验、细粒钛铁矿浮选试验的基础上,探索研究粗、细粒钛铁矿混合浮选工艺的可行性.试验采用X D F L挂槽式浮选机,浮选捕收剂为钛捕收剂,调整剂为硫酸,试验流程为一次粗选两次精选开路流程(见图).粗粒钛铁矿浮选试验采用图的流程,粗粒钛铁矿浮选时药剂制度为:粗选硫酸用量 g/t、钛捕收剂用量 g/t;精选I硫酸用量 g/t;精选I I硫酸用量 g/t.试验结果见图,产品筛析结果见表.图粗粒、细粒钛铁矿浮选试验流程F i g F l o t a t i o nt e s t f l o wo f c o a r s ea n df i n e i l m e n i t e图粗粒钛铁矿浮选试验数质量流程图F i g Q u a l i t yf l o w s h e e to f c o a r s e g r a i n e d i l m e n i t ef l o t a t i o nt e s t表粗粒钛铁矿浮选试验产品筛析结果T a b l eS i e v ea n a l y s i sr e s u l t so f f l o t a t i o nt e s tp r o d u c t so f c o a r s e i l m e n i t e粒级/mm原矿/精矿/尾矿/产率T i O品位T i O分布率产率T i O品位T i O分布率T i O回收率产率T i O品位T i O分布率 /合计 矿冶从图和表结果可知,粗粒钛铁矿浮选获得精矿中T i O品位 ,T i O回收率为 的浮选指标.细粒钛铁矿浮选试验采用图流 程,细 粒 钛 铁 矿 浮 选 时 药 剂 制度为:粗选 硫 酸 用 量 g/t、钛 捕 收 剂 用 量 g/t;精选I硫酸用量 g/t;精选I I硫酸用量 g/t.试验结果见图,产品筛析结果见表.从图和表中结果可知,细粒钛铁矿浮选获得钛精矿T i O品位 ,T i O回收率 的浮选指标.图细粒浮选试验数质量流程图F i g Q u a l i t yf l o w s h e e to f f i n e g r a i n e df l o t a t i o nt e s t表细粒钛铁矿浮选试验产品筛析结果T a b l eS i e v ea n a l y s i sr e s u l t so f f i n e i l m e n i t e f l o t a t i o nt e s tp r o d u c t s/粒级/mm原矿精矿尾矿产率T i O品位T i O分布率产率T i O品位T i O分布率T i O回收率产率T i O品位T i O分布率 合计 粗粒、细粒钛铁矿混合浮选试验采用图流程,粗粒、细粒钛铁矿混合浮选时药剂制度为:粗选硫酸用量 g/t、钛捕收剂用量 g/t;精选I硫酸用量 g/t;精选I I硫酸用量 g/t.试验结果见图,产品筛析结果见表.从图和表试验结果可知,粗、细粒钛铁矿混合浮选可获得钛精矿T i O品位 、T i O回收率为 的良好指标.混合浮选较粗粒钛铁矿单独浮选,钛精矿T i O回收率低 个百分点;较细粒钛铁矿单独浮选,钛精矿T i O回收率高 个百分点.混合浮选的指标介于粗、细粒钛铁矿单独浮选之间,但更趋近于粗粒钛铁矿单独浮选指标.从钛精矿中各粒级的T i O回收率看,混合浮选时 mm粒 级中T i O回收率为 ,mm粒级中T i O回收率为 ;粗粒单独浮选时 mm粒级中T i O回收率为 ,mm粒级中T i O回收图粗、细粒钛铁矿混合浮选数质量流程图F i g Q u a l i t yf l o w s h e e to fm i x e df l o t a t i o no fc o a r s ea n df i n eg r a i n e d i l m e n i t e率为 ;细粒单独浮选对 m m粒级回收较差.从浮选常规粒级 m m来看,粗 粒 单 独 浮 选 钛 精 矿T i O的 回 收 率 为 ,细粒单独浮选钛精矿T i O的回收率为胡厚勤等:攀西钒钛磁铁矿粗、细粒钛铁矿混合浮选的可行性研究 ,混合 浮 选 时 钛 精 矿T i O的 回 收 率 为 .由此可见,混合浮选指标趋近于粗粒单独浮选,较细粒单独浮选指标更优,因此,粗、细粒钛铁矿混合浮选工艺可行.表粗、细粒钛铁矿混合浮选产品筛析结果T a b l eS i e v ea n a l y s i sr e s u l t so fm i x e df l o t a t i o np r o d u c t so f c o a r s ea n df i n e i l m e n i t e/粒级/mm原矿精矿尾矿产率T i O品位T i O分布率产率T i O品位T i O分布率T i O回收率产率T i O品位T i O分布率 合计 粗、细粒钛铁矿混合浮选推荐选别流程对粗、细粒钛铁矿混合浮选后,可将图中原有的两条浮选线合并为一条浮选线,简化了流程,如图所示.图粗、细粒钛铁矿混合浮选推荐流程F i g R e c o mm e n d e dp r o c e s s f o rm i x e df l o t a t i o no f c o a r s ea n df i n e i l m e n i t e 粗、细粒钛铁矿混合浮选工艺经济效益预测若采用粗、细粒钛铁矿混合浮选工艺,预计钛精矿T i O回收率与粗、细粒单独浮选生产线指标相当;但因采用混合浮选工艺,随着细粒浮选线弃用,粗粒浮选线浮选机大型化(装机功率预计较现有粗粒生产线上浮 ,见表、),钛精矿耗电单位成本预计下降约 元/t,按年产 万t钛精矿计算,年将创效约 万元;此外,因两条浮选线合并,流程简化,人员精简,进一步降低生产成本的空间较大.矿冶表攀枝花某选钛厂现有粗粒浮选线浮选机配置及装机功率T a b l eE x i s t i n gc o a r s e f l o t a t i o nl i n e f l o t a t i o nm a c h i n ec o n f i g u r a t i o na n d i n s t a l l e dp o w e ro f a t i t a n i u mc o n c e n t r a t o r i nP a n z h i h u a工序名称吸浆浮选机直流浮选机合计规格/m数量/台功率/(k W台)规格/m数量/台功率/(k W台)数量/台功率/k W浮硫粗选 扫选 扫选 扫选 浮钛粗选 扫选 扫选 精选 精选 合计 表粗、细粒钛铁矿混合浮选建议浮选机配置及装机功率T a b l eR e c o mm e n d e df l o t a t i o nm a c h i n ec o n f i g u r a t i o na n d i n s t a l l e dp o w e r f o rm i x e df l o t a t i o no f c o a r s ea n df i n eg r a i n e d i l m e n i t e工序名称吸浆浮选机直流浮选机合计规格/m数量/台功率/(k W台)规格/m数量/台功率/(k W台)数量/台功率/(k W台)浮硫粗选 扫选 扫选 扫选 浮钛粗选 扫选 扫选 精选 精选 合计 较现有 结论)攀枝花钒钛磁铁矿中粗粒钛铁矿中 mm(即常规浮选粒级)的粒级产率约为,金 属 分 布 率 约 为,细 粒 钛 铁 矿 中 mm粒级产率约为,金属分布率约为,具有粗、细粒混合浮选的工艺基础.)粗粒钛铁矿单独浮选获得精矿T i O品位 、T i O回收率为 ;细粒钛铁矿单独浮选获得钛精矿T i O品位 、T i O回收率 ;粗、细粒钛铁矿混合浮选获得精矿T i O品位 、T i O回收率为 .混合浮选指标接近于粗粒钛铁矿单独浮选指标,较细粒钛铁矿单独浮选指标更优,粗、细粒钛铁矿混合浮选工艺可行.)粗、细粒钛铁矿的混合浮选工艺具有单位生产成本下降、流程系统简化、管理操作方便等优点.参考文献朱阳戈微细粒钛铁矿浮选理论与技术研究D长沙:中南大学,Z HU Y GR e s e a r c ho nt h e o r ya n dt e c h n o l o g yo fm i c r o f i n e i l m e n i t ef l o t a t i o nDC h a n g s h a:C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y,OM I DSN,ME H D I I,A K B A R ME f f e c to fs u r f a c ed i s s o l u t i o n o n k i n e t i c p a r a m e t e r s o f f l o t a t i o ns e p a r a t i o n o f i l m e n i t e f r o md i f f e r e n t g a n g u em i n e r a l sJ T r a n s a c t i o n s o f N o n f e r r o u s M e t a l sS o c i e t yo fC h i n a,():朱俊士中国钒钛磁铁矿选矿 M北京:冶金工业出版社,Z HU J S,B e n e f i c i a t i o n o fv a n a d o t i t a n o m a g n e t i t ef r o m C h i n aMB e i j i n g:M e t a l l u r g i c a lI n d u s t r yP r e s s,沈政昌浮选机理论与技术 M北京:冶金工业出版社,:S H E NZC,F l o t a t i o nm a c h i n e t h e o r y a n d t e c h n o l o g yM胡厚勤等:攀西钒钛磁铁矿粗、细粒钛铁矿混合浮选的可行性研究B e i j i n g:M e t a l l u r g i c a l I n d u s t r yP r e s s,:胡岳 华矿 物 浮 选 M长 沙:中 南 大 学 出 版社,HU YH,M i n e r a l f l o t a t i o nMC h a n g s h a:C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t yP r e s s,王洪彬,张国华,肖良初,等攀钢矿业公司选钛厂流程考察报告R攀枝花:攀钢矿业公司设计研究院,WAN G H B,Z HANG G H,X I A O L C,e ta l I n v e s t i g a t i o nr e p o r to ft i t a n i u mc o n c e n t r a t o rp r o c e s so fP a n z h i h u ai r o na n ds t e e l m i n i n gc o m p a n yRP a n z h i h u a:D e s i g n a n dR e s e a r c h I n s t i t u t e o fP a n z h i h u aI r o na n dS t e e lM i n i n gC o m p a n y,吴本羡攀西地区钛铁矿的工艺特征J矿产综合利用,():WUBXT e c h n o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f i l m e n i t e i nP a n x iA r e aJC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s,():陈树民攀枝花钒钛磁铁矿钛铁矿回收工艺流程优化探讨J矿产综合利用,():CHE NSMR e s e a r c ho nt h e t e c h n o l o g i c a l f l o w s h e e tf o rr e c o v e r i n gi l m e n i t ef r o m P a n z h i h u a v a n a d i o u st i t a n o m a g n e t i t e o r e a n d i t s o p t i m i z a t i o nJM u l t i p u r p o s e U t i l i z a t i o n o f M i n e r a l R e s o u r c e s,():王洪彬,李金,张国华攀西钒钛磁铁矿中钛铁矿高效回收工艺研究J钢铁钒钛,():WAN G H B,L I J,Z HANG G HE f f i c i e n tr e c o v e r y o f i l m e n i t e f r o mv a n a d i u mb e a r i n gt i t a n o m a g n e t i t e i n P a n x i a r e aJI r o n S t e e lV a n a d i u mT i t a n i u m,():邓君,薛逊,刘功国攀钢钒钛磁铁矿资源综合利用现状与发展J材料与冶金学报,():,D E N GJ,X U EX,L I U GGC u r r e n ts i t u a t i o na n dd e v e l o p m e n to f c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fv a n a d i u mt i t a n o m a g n e t i t ea tP a n g a n g J o u r n a l o fM a t e r i a l sa n dM e t a l l u r g y,():,P A R I S ASP,MEHD I I,AK B A R MM o d i f i c a t i o no f i l m e n i t e s u r f a c ep r o p e r t i e sb ys u p e r f i c i a ld i s s o l u t i o nm e t h o dJM i n e r a l sE n g i n e e r i n g,:王洪彬攀西细粒级钛铁矿高效回收工艺研究J钢铁钒钛,():WAN G H BS t u d yo ne f f i c i e n tr e c o v e r yp r o c e s so ff i n eg r a i n e di l m e n i t ei n P a n x ia r e aJV a n a d i u mT i t a n i u mI r o n&S t e e l,():李金,罗荣飞,王洪彬,等原生钛铁矿石选矿装备的应 用 进 展 与 优 化 建 议 J现 代 矿 业,():L IJ,L UO RF,WAN G H B,e ta l A p p l i c a t i o np r o g r e s s a n d o p t i m i z a t i o n s u g g e s t i o n s o f p r i m a r yt i t a n i u m m i n e r a lp r o c e s s i n ge q u i p m e n tJM o d e r nM i n i n g,():HOUYL,Q I NGS,WAN G H,e ta l M i x t u r eo fi l m e n i t ea n d h i g h p h o s p h o r u si r o no r es m e l t e d b yo x y g e n e n r i c h e dt o p b l o w ns m e l t i n gr e d u c t i o nJJ o u r n a l o fC e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y,():(编辑:汪东芳)