一、概况
甲子锆矿位于我国广东省陆丰县境内,是一个以含锆英石为主的海滨砂矿矿床。该矿区资源发现于1957年,1958年开始筹建矿山,当年投产。张1958~1901年间、靠土法进行生产,粗选采用三角槽、轮胎螺旋选矿机、土摇床等设务进行,精选也只有两台单盘磁选机和几台上摇床。1061年至1965年底曾一度因故停产,1966年初恢复生产,并从1967年开始采用水枪开采,砂泵运输,广东Ⅰ型跳汰机及摇床进行粗选,精选厂也增添了电选机、磁选机等设备,开始进入了机械化生产阶段。由于广东Ⅰ型跳汰机,对本矿区矿石选别效果不够好,于1974年开始采用轮胎螺旋选矿机作为粗选设备。为进一步提高粗选效果,经试验又于1978年用塑料螺旋溜槽取代了轮胎螺旋选矿机。历年来在采选厂工艺和设备不断改进和完善的同时,精选厂的工艺技术水平也得到了相应的提高。至目前为止,精选厂已形成了重选、磁选、电选及浮选等联合工艺流程,使精选厂技术经济指标及综合回收能力都有了一定程度的提高,除主产品锆英石外,可综合回收钛铁矿,金红石、独居石、锡石等副产品。
二、矿床地质概况及矿石性质
甲子锆矿矿床属海滨堆积砂坝砂矿。矿体沿甲子湾东西走向,基本与海岸线平行,平均长度5500米,平均宽度870米,平均厚度3.64米,占储量91.8%的矿体出露地表,矿石粒度比较均匀,含泥量较少,开采条件较好。
该矿主要有矿物为锆英石,其次为钛铁矿,其他可综合回收的矿物有:白钛石、金红石、锡石、锐钛矿、独居石等。其他金属矿物有:磁铁矿、钛磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿等,由于含量很少,无回收价值。脉石矿物以石英为主,含量占总矿物量的95%以上,其他脉石矿物有:绿帘石、石榴子石、电气石、长石、绿泥石、云母及磷灰石等。矿石中各种矿物绝大多数呈单体存在,有用矿物粒度较细,锆英石、锐钛矿。金红石多富集在0.125~0.063毫米粒级中,而钛铁矿则富集在0.25~0.063毫米粒级中,相对而言,钛铁矿粒度较粗。矿石密度2.66吨∕米3,松散密度1.534吨/米3。该矿原矿矿物相对含量,多项分析,主要矿物纯矿物分析及筛分分析分别见表1,表2、表3及表4。
表1 矿石中各种矿物含量
名称 | 钛铁矿 | 白钛矿 | 锐钛矿 | 金红石 | 锆石 | 独居石 | 磁铁矿 | 赤铁矿 |
含量,% | 1.7949 | 0.3032 | 0.0089 | 0.0621 | 0.5930 | 0.0604 | 0.0759 | 0.0311 |
名称 | 褐铁矿 | 黄玉 | 绿帘石 | 其他 | ||||
含量,% | 0.0121 | 0.1219 | 0.0778 | 0.0118 | 98.8386 | 0.0212 |
表2 原矿多项分析结果
成分 | TiO2 | ZrO2 | SiO2 | P | Sn | Fe2O3 | Al2O3 | CaO |
含量,% | 1.20 | 0.5 | 91.60 | 0.017 | 0.0038 | 2.95 | 2.22 | 0.26 |
成分 | MgO | Nb2O5 | ThO2 | S | 合计 | |||
含量,% | 0.02 | 0.0067 | 0.001 | 0.008 | 98.3365 |
表3 几种单矿物简项分析结果,%
名称 | TiO2 | ZrO2 | Nb2O5 | Ta2O3 | FeO | 备注 |
钛铁矿 | 52.86 | 0.195 | 0.135 | 0.04 | 40.38 | - |
白钛矿 | 73.89 | - | 0.36 | 0.076 | - | - |
锆英石 | 0.15 | 66.64 | - | - | - | 内HfO21.15 |
表4 原矿筛分结果
筛级,mm | 产率,% | 品位,% | 占有率,% | ||
TiO2 | ZrO2 | TiO2 | ZrO2 | ||
5.0~0.32 | 26.64 | 0.13 | 0.05 | 2.79 | 2.83 |
0.32~0.20 | 17.50 | 0.82 | 0.06 | 4.51 | 2.23 |
0.20~0.16 | 25.09 | 0.50 | 0.09 | 10.00 | 4.80 |
0.16~0.10 | 20.69 | 1.66 | 0.39 | 27.65 | 17.16 |
0.10~0.06 | 3.65 | 15.04 | 7.29 | 44.19 | 56.57 |
-0.06 | 6.43 | 2.08 | 1.20 | 10.77 | 16.47 |
合计 | 100.00 | 1.242 | 0.47 | 100 | 100.00 |
三、生产工艺流程及技术指标
(一)采选厂
甲子锆矿采选厂目前采用水采-水运,螺旋溜槽选别的工艺流程。采用φ15.24厘米(φ6英寸)仿平桂式水抢采矿,水泵为10sh-9型,电机功率为55千瓦。矿浆用仿广南昌式φ20.32(φ8英寸)砂泵管道输送。采场长600米、宽300米,底板坡度10%,砂泵距工作面100米,原矿浓度可达16%~20%。
原矿浆入选厂首先进行预先筛分,筛除粗砂、贝壳及杂草等异物,筛下产品分级入螺旋溜槽粗选,丢弃尾矿。粗选精矿再经一次螺旋溜槽精选,获得供精选厂用精矿,精选尾矿返回至粗选给矿再选。甲子锆矿粗选厂选矿原则流程见图1,近三年来粗选技术经济指标见表5。
图1 甲子锆矿粗选流程
表5 甲子锆矿技术指标表
年度 | 品位,% | 回收率,% | ||||
原矿 | 组精矿 | |||||
ZrO2 | TiO2 | ZrO2 | TiO2 | ZrO2 | TiO2 | |
1982年 | 0.356 | 0.928 | 9.92 | 31.52 | 57.68 | 48.05 |
1983年 | 0.200 | 0.601 | 8.22 | 18.42 | 47.49 | 36.35 |
1984年 | 0.349 | 0.840 | 8.85 | 20.76 | 57.21 | 55.94 |
采选厂电耗:3.9~4.6千瓦·时/吨·原矿
(二)精选厂
粗精矿入厂后首先采用摇床重选,进一步丢弃低密度脉石,精矿分成富含独居石、锡石及富含钛铁矿、锆英石、金红石的两组产品,分别采用重选、电选、磁选、及反浮选联合流程,获得独居石、锡石和钛铁矿、锆英石、金红石等精矿。甲子锆矿精选工艺流程见图2,技术指标见表6。
图2 甲子锆矿精选工艺流程
表6 甲子锆矿精选厂技术指标表
年度 | 锆英石 | 钛铁矿 | 金红石 | 独居石品位 | ||
品位 | 回收率 | 品位 | 回收率 | 品位 | ||
ZrO2% | % | TiO2% | % | TiO2% | xT2O3+ThO2% | |
1982 | 61.95 | 85.47 | 49.82 | 66.34 | 85.37 | 55.00 |
1983 | 61.70 | 83.45 | 49.39 | 65.59 | 85.01 | 60.06 |
1984 | 61.81 | 83.07 | 48.76 | 62.52 | 85.00 | 57.85 |