钛铁矿浮选研究现状

    钛铁矿选矿的目的是对钛铁矿原矿进行预先富集，以提高钛铁矿精矿中TiO₂的品位，降低冶炼成本。原生钛铁矿的选矿技术经过多年的科技攻关后，其选别流程确定为粗粒级采用重选－电选，细粒级采用强磁－浮选工艺，使用的浮选捕收剂主要为MOS。随着矿山开采向深部进行，矿石趋于贫、细、杂，为保证铁精矿品位，需对磁选尾矿进行细磨处理。大量－0.045mm粒级物料作为矿泥直接丢弃，造成钛回收率低，资源被浪费。因此，对于细粒级钛铁矿，浮选越来越体现出它的优越性，人们也更多地致力于钛铁矿全浮选流程工艺的研究。

    钛铁矿浮选的关键是研制新型高效的钛铁矿捕收剂，优化工艺流程，降低生产成本。近年来，钛铁矿浮选研究主要围绕以下两个方面进行：一是研制选择性、活性更好的钛铁矿捕收剂，也通过捕收剂的组合使用来增强药剂的捕收性能；另一方面是改进现有浮选工艺，采用选择性絮凝浮选、载体浮选、团聚浮选和微泡浮选等，加强细粒钦铁矿的选别。

    一、钛铁矿浮选药剂研究现状

    钛铁矿浮选所用的药剂主要包括捕收剂、调整剂和起泡剂等。20世纪四五十年代，人们就开始了钛铁矿浮选的研究。钛铁矿浮选常用的捕收剂有脂肪酸类，如氧化石蜡皂类、纸浆废液及塔尔油、羟肟酸及其盐类、有机膦酸和肿酸等。现阶段，矿石趋向贫、细化发展，单一药剂的使用很难达到活性、选择性两全的效果，不能满足工业发展的需要。因此，现有药剂的混合使用及新药剂的合成是钛铁矿浮选的主要研究方向。

    混合用药比单一用药能获得更好的技术指标和经济效益。药剂的协同效应表明，两种或多种药剂按最佳配比组合使用，其效果常常优于其中任何一种药剂。胡永平等将烷基双膦酸与水杨羟肟酸混合后浮选人工混合矿，不仅能提高选别指标，且药剂总耗也随之降低。当两者比例为34∶15，以盐化水玻璃为抑制剂，pH值为6.3左右时，经1次粗选、2次精选，可以获得TiO₂品位为48.32%，回收率为75.71％的钛精矿。

    朱建光将3种捕收剂混合，按最佳配比合成MOS捕收剂，被攀钢钛业公司选钛厂采用。工业试验中可从TiO₂含量为22.52%的给矿中得到TiO₂品位为47.31％，回收率为59.29%的钛精矿。经过1年的生产实践，现场使用MOS为捕收剂，精矿TiO₂品位为47%～48%，回收率为61.6%。实践证明，MOS是钛铁矿的有效捕收剂，但MOS捕收剂也存在一些缺陷，如用量大，需配合多种调整剂一起使用等。针对MOS的不足之处，朱建光在MOS捕收剂的基础上研制了新捕收剂MOH，并进行了工业试验。结果表明：只用硫酸作调整剂，可得到钛精矿TiO₂品位为47.51%，回收率为77.66%的指标，比使用MOS的浮选回收率高出16.06个百分点。

    鳌合捕收剂与非极性烃油的组合弥补了单独用药的不足，烃油将矿物表面形成的表面鳌合物覆盖，形成疏水的多分子层，提高捕收剂性能。孙宗华等选用非极性油与苄基肿酸混合作捕收剂，采用疏水絮凝浮选分选攀枝花钛铁矿，以硫酸为调整剂、氟硅酸钠为抑制剂、乙基醚醇为起泡剂，从TiO₂含量为9.84%的给矿中得到TiO₂品位为45.79%，回收率为50.52%的钛精矿。许宜蔚利用煤油与苯乙烯磷酸浮选钛铁矿，发现煤油能起到加快浮选速度、扩大浮选粒度界限、降低苯乙烯用量、提高浮选过程的选择性和改善泡沫特性等良好效果。

    组合捕收剂的研究中，多采用阳离子捕收剂－阴离子捕收剂、阴离子捕收剂－阴离子捕收剂、非极性捕收剂－其他类型捕收剂、捕收剂－起泡剂、捕收剂－絮凝剂等药剂的混合，来弥补单－药剂活性与选择性的不足。

    新药剂合成方面，开展对药剂有效基团及其浮选作用机理的研究，进行药剂分子设计和选择，有助于新型高效捕收剂的合成。见百熙把药剂设计原理引人浮选药剂的分子设计，王淀佐提出各种药剂结构性能判据，用定量方法进行药剂分子设计，这些理论为药剂的研制开发提供了依据。在微细粒钛铁矿捕收剂的研究中，多官能团药剂的开发、药剂的优化是今后发展的一个方向。

    二、钛铁矿浮选工艺研究现状

    随着矿山开采的深入，矿石中矿物的嵌布粒度变细，原有的生产流程不能适应当前的矿石性质，因此，进行浮选工艺的改进和优化是浮选微细粒钛铁矿的有效途径。朱阳戈等研究了－20μm微细粒钛铁矿的自载体浮选，结果表明：钛铁矿浮选中粗细粒载体交互作用受二者相对含量影响显著，当粗粒载体比例在50%以上时，自载体作用效果较好。以攀枝花钛铁矿实际矿石为试验矿样进行小型试验，载体浮选工艺与细粒矿物单独浮选工艺相比，－20μm粒级钛铁矿回收率由52.56%提高到61.96％。

    范先锋等首次将微波能作为一种预处理技术用于钛铁矿选矿，研究了微波能在磨矿、磁选和浮选中的应用。微波对钛铁矿中各矿物有选择性加热作用，使矿石内部产生强的应力，促进物相之间微细裂隙的形成，增强矿物的粒间解离。钛铁矿经功率为2600W，频率为2.45GHz的微波照射60s后，其相对磨矿功指数减少80%。同时，钛铁矿回收率和磁选精矿品位随应用的微波功率水平及照射时间而提高。利用微波照射，钛铁矿表面的亚铁离子迅速氧化成三价铁离子，加强了油酸根离子在表面的吸附。开路浮选两次精选试验结果表明，与常规方法相比，微波处理后TiO₂回收率由39.8%提高至74.8%，品位由26.2%提高至29.9%。

    覃文庆等以山东某钛铁矿的工艺矿物学研究为理论基础，根据矿石矿物组成复杂、矿物嵌布粒度细等特点，对该矿石进行了多种试验方案的对比，最后确定采用阶段磨矿、阶段选别的磁选－浮选联合流程，从铁含量为19.48％，TiO₂含量为9.40%的原矿获得铁品位为66.42%的铁精矿和TiO₂品位为45.28％的钛精矿。