鉴于海滨砂矿粒度细,分布广,品位高的特点,其开发利用受到了国内外选矿者的广泛关注。本文通过对某地海滨砂矿进行的工艺矿物学分析,弱磁选、摇床重选等探索性试验研究,查明了该海滨砂矿的矿石性质及最佳选矿工艺流程,为其开发利用提供了理论依据。
一、矿物学特征
(一)化学成分分析
原矿多元素分析结果见表1,原矿砂中全铁含量47.11%,磁性率(FeO/TFe)为47.89%,同时钛含量达12.10%,属于含钛磁铁矿矿石。矿砂的碱度系数(CaO+MgO)/(SiO2+A12O3)=0.36,为酸性矿石(<0.5)。此外,矿石中S、P含量较低,属低硫低磷矿石。
(二)铁和钛的物相组成分析
原矿中铁、钛的物相组成分析结果分别见表2、表3。
从铁、钛物相分析结果可以看出,原矿中的铁主要以磁性铁的形式存在,磁性铁占有率为80.58%,含有一定量的氧化铁和硅酸铁,硫化铁和碳酸铁含量均很低,采用弱磁选工艺铁的理论回收率为80.58%;钛主要存在于钛磁铁矿中,TiO2占有率为58.93%,其次存在于钛铁矿中,金红石及硅酸盐中只含有少量的钛。
(三)矿物嵌布特征分析
采用电子探针对样品中磁铁矿、钛铁矿的化学成分进行检测,结果分别见表4、表5。
表4表明,磁铁矿中FeO含量为82.4l%,折算磁铁矿中TFe含量为64.1%,远低于纯磁铁矿的理论含量(72.41%),而TiO2含量达到11.39%,因此该海滨砂矿属于钛磁铁矿。
表5表明,该样品中的钛铁矿中含有较多的Mg、V等杂质成分,TiO2的含量为47.69%,低于纯钛铁矿理论含量(51.68%)。
综上,通过对钛物相及电子探针的分析,认为该海滨砂矿Ti、Fe共生紧密,难以分离,可作为钛磁铁矿进行回收利用。
二、原矿磁选试验
在对矿石的磁性率(47.89%),磁性铁的占有率(80.58%)等矿石性质进行分析的基础上,对原矿进行了弱磁选流程的系列试验研究。
(一)原矿磨矿磁选试验
为考查不同磨矿细度下,海滨砂矿的磁选效果,采用XCGS型φ50磁选管,磁场强度为0.2T,对不同磨矿细度的样品进行了磁选试验,试验结果见图1。
图1 不同磨矿细度下磁选试验结果
从图1可以看出,随着磨矿细度的增加,-74μm含量由24.24%增加到94.44%时,铁精矿品位由56.49%增加到58.65%,增加幅度很小,且回收率由82.21%降为79.34%。因此,原矿直接磨矿时,磁选效果差,铁精矿品位不能满足要求。
(二)原矿预选-粗精矿再磨磁选试验
为了进一步探索提高精矿品位的途径,对原矿进行湿法预选-粗精矿再磨磁选试验。原矿预选抛尾,粗精矿磨矿再选,大大减轻了进入球磨机的给矿量,有利于降低成本,提高精矿品位。
1、预选试验
原矿粒径均在0.4 mm以下,因此直接利用XCRS-Φ400×400型鼓形湿法弱磁选机,磁场强度0.2T,进行预选试验,试验结果见表6。
从预选结果可以看出,湿法预选后,粗精矿TFe品位提高到57.73%,TFe回收率为80.63%。与磁选管小型试验结果相比,精矿品位略高、回收率略低。从TiO2的品位和回收率来看,TiO2在预选精矿中略有富集,品位达到12.66%、回收率为68.85%。
可见,在弱磁预选过程中,TiO2有随磁铁矿同步富集的趋势,这主要是由于TiO2主要以钛磁铁矿的形式存在,在磁选过程中难以有效分离。
2、粗精矿再磨磁选试验
不同磨矿细度下,预选精矿再磨磁选管磁选试验结果见图2。
图2 不同磨矿细度下粗精矿磁选试验结果
从图2可以看出,随着磨矿细度的提高,磁选精矿含铁品位逐渐增加。当磨矿细度达到-45μm占76.63%时,铁精矿品位超过60%;进一步增加磨矿细度,精矿品位增加幅度不大,且回收率下降。说明该矿石中的铁、钛分离困难。这主要是由于矿石中的铁钛共生紧密所造成的。
综上从磨矿成本和选别效果角度考虑,认为-45μm含量占85.05%时,磁选结果较好,此时,获得的铁精矿指标见表7。
表7结果表明,湿法预选-磨矿-磁选流程,获得的最终铁精矿质量能够满足我国“冶炼精料”方针对钒钛磁铁矿精矿品位的要求(TFe>54%、TiO2<13%)。湿法预选-磨矿-磁选试验的数质量流程见图3。
图3 湿法预选-磨矿-磁选数质量流程
三、尾矿重选试验
将预选尾矿与磁选尾矿合并得综合尾矿,综合尾矿合计产率40.50%,尾矿含Fe品位27.76%,回收率23.87%,含TiO2品位11.34%,回收率37.94%。由于磁选综合尾矿中Fe、Ti的含量仍然较高,为了探索其综合利用的途径,以磁选综合尾矿为原料,分别进行了摇床四产品的探索试验和-粗-精的流程试验。
(一)摇床四产品选别试验
摇床四产品的探索试验结果见表8。
从摇床四产品的探索试验结果来看(见表8),控制摇床精矿产率较低时(产品1、产品2),能够获得含TFe>50%、含钛>22%的摇床精矿,说明摇床分选具有较好的富集作用,采用摇床重选能够使尾矿中的铁、钛进一步富集。
(二)摇床-粗-精流程试验
摇床-粗-精的流程试验结果见表9。
从表9得出,摇床精矿产率可达到40.69%,含铁品位46.70%,铁作业回收率达到68.45%(对原矿回收率16.34%);含钛品位22.02%,钛作业回收率达到79.01%(对原矿回收率29.98%)。结果表明,摇床-粗-精流程试验能够使尾矿中的铁、钛进一步富集,但尚不能满足铁精矿或钛精矿的质量要求,可以作为中矿配矿使用。
如果将摇床精矿与上述磁选精矿混合作为一种精矿,则混合精矿的Fe品位为57.33%、回收率提高至92.47%,TiO2品位为14.66%、回收率提高至92.04%。混合精矿中TFe的含量能够满足我国钒钛磁铁矿精矿质量要求(TFe>54%),但TiO2的含量略高(TiO2<13%)。因此,从选矿工艺的角度来看,采用磁选-重选联合流程,有利于矿石中铁、钛的综合回收。
四、结论
(一)原矿中TFe含量47.11%,TiO2含量12.10%,磁性铁占有比重很大,钛主要存在于磁铁矿中,铁、钛难以分离,因此可作为钛磁铁矿进行回收利用。
(二)原矿弱磁选流程的系列试验表明,采用湿法预选-磨矿-磁选的原则流程,控制-45μm含量在85%以上,得到的钛磁铁矿精矿质量指标为:产率59.50%(选比1.68),Fe品位60.28%,回收率76.13%,TiO2品位12.62%,回收率62.06%,能够满足我国“冶炼精料”方针对钒钛磁铁矿精矿品位的要求。
(三)综合尾矿摇床选别探索试验表明,采用-粗-精的摇床选别流程,能够使尾矿中的铁、钛进一步富集,得到的精矿质量指标为:Fe品位为46.70%,作业回收率为68.45%,TiO2品位为22.02%,作业回收率为79.01%,可以作为中矿配矿使用。
(四)将摇床重选精矿与磁选精矿混合后,混合精矿的产率为75.98%,Fe品位为57.33%,回收率为92.47%,TiO2品位为14.66%,回收率为92.04%,采用磁选-重选联合流程,有利于矿石中铁、钛的综合回收。
参考文献
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