俄罗斯雅雷格斯克矿床选矿工艺技术

该矿床是俄罗斯最大的钛矿床，该矿床TiO₂储量占俄罗斯TiO₂的（A＋B＋C）级别储量的40%左右。矿石为自形变质矿石－含榍石的石英－白钛石砂岩，含10%～l1%TiO₂。20世纪50年代就发现了该矿床。对该矿床的矿山地质学、矿石矿物学和工艺学进行了详细全面的研究。早在20世纪60年代就开始对矿床开采进行了设计。完成了试验生产的建设设计：在试验块段开采矿石（6万t／a），建成了工业试验选矿厂（33万t／a）、榍石焙烧车间和获得工艺TiO₂（300t／a）的工业试验生产车间。

但是由于处理原料的费用高，试验企业经济效益不好。这是因为，浮选获得的钛精矿是细粒白钛石与石英的混合物。它含50% TiO₂和45% SiO₂，因此建议用昂贵的氯化法、加压浸出法或火法处理它。

2003～2004年间，我们提出了用选矿方法精选这种精矿使TiO₂品位提高到68%的经济的处理工艺及化学处理工艺。保证获得TiO₂品位为92%～95%的人造金红石产品（如图1和图2）。将粒度为－0.5mm含石英的白钛石精矿焙烧，将烧渣磨细到－0.1mm。用湿式弱磁选从精矿中分离出氢氧化铁杂质，接着对非磁性产品进行浮选。钛粗选前添加氟硅酸钠、硫酸和8号及2号捕收剂搅拌。这些药剂是俄罗斯稀有金属科学研究所与全俄合成工艺科学研究所共同研制的选矿药剂。2号浮选剂是以带C₁₄烃基的植物油为基础的伯胺。8号浮选剂是以带C17～C20烃基的塔尔油为基础的烷基丙二胺。浮选药剂具有两性，可以在酸性介质和碱性介质中使用。

图1  精选含石英的白钛石精矿的数质量流程

图2  含石英的白钛石稽矿脱硅的氟化铵法工艺流程

白钛石的正浮选按以下流程进行：一次粗浮选、两次扫选和两次精选。获得的总精矿含68% TiO₂和25% SiO₂，TiO₂回收率为92.7%。用氯化法处理这种富的钛精矿比处理含50% TiO₂的精矿经济效益要好，因为减少了氯气和还原剂的消耗，尾矿的量也减少了。在俄罗斯稀有金属科学研究所选矿车间扩大浮选装置中对所提出的精矿精选工艺进行了连续试验。

处理了1.5t原精矿。所获得的工艺指标验证了实验室试验结果。

含68% TiO₂产品的化学选矿方法是以在150～200℃温度条件下氟化铵与SiO₂选择性反应形成挥发的硅氟化铵为基础：

NH₄F＋SiO₂→（NH₄）2SiF₆↑

精矿与按SiO₂化学计量的NH₄F混合，在200℃温度下焙烧。结果形成（NH₄）₂SiF₆，而部分氨气和水蒸气分离出来并被回收。在温度升高到300℃时升华出的（NH₄）SiF₆可以用冷凝器回收。在混合料中只留下了SiO₂。用氨溶液处理后，升华物形成了氟化铵溶液和SiO₂沉淀。矿浆过滤后，滤液送去蒸发，并返回流程前部，二氧化硅用于生产硅胶粉。

人造金红石是生产钛和其他产品的原料。含石英的白钛石精矿联合精选工艺由以下工序组成。

含50% TiO₂的原精矿磨至－0.28mm，再进行湿式磁选。非磁性产品用40kg／t HF和80kg／t H₂SO₄混合物处理。这个工序的目的是破坏细粒石英与白钛石的连生体，并清洗其颗粒表面，扩大二者之间物理性质的差别。洗去药剂后，将物料筛分成三个粒级：－0.25＋0.09mm、－0.09＋0.045mm和－0.045mm。干燥后的粗粒级（＋0.045mm）送去电选。白钛石富集在导体产品里，而石英则富集在非导体产品里。两种产品经过电选精选，获得的白钛石总精矿含TiO₂ 80.2%。精矿矿泥部分送入反浮选流程进行浮选，即将石英分离到泡沫产品中；为此使用了另一个浮选制度。这种工艺分离出的白钛石精矿含79.7% TiO₂和15% SiO₂，精矿对给料的TiO₂回收率为89%。

氯化处理含80% TiO₂的精矿能够大幅度提高工序的技术经济指标，因为首先降低了氯气和还原剂的消耗量，减少了尾矿量；第二，提高了车间的生产能力。俄罗斯稀有金属科学研究所完成的技术经济计算结果表明，在企业年处理130万t矿石时用所推荐的工艺处理雅雷格斯克矿床的矿石是能获利的，企业内部利润率为15.2%。应用这个工艺后，雅雷格斯克矿山化工公司将成为用不同原料生产钛产品的主要企业之一。