钛砂矿主要矿床类型为海滨砂矿,其次为内陆砂矿。钛砂矿是原生矿在自然条件下经风化、破碎、富集生成。具有易采、易选、生产成本低,产品质量好及伴生矿物种类多,综合回收价值大等优点。是比较理想的矿产资源之一。钛砂矿是目前世界上钛铁矿、金红石、锆英石及独居石等矿产品的主要来源。
钛砂矿除少数矿体上部有覆盖层需经剥离外,一般不需剥离即可采用干采或船采机械进行开采。干采机械有:推土机、铲运机、装载机及斗轮挖掘机等;船采所用采船有链斗式、搅吸式及斗轮式三种。采出矿石经皮带运输机或砂泵管道输送至粗选厂。
钛砂矿选厂分粗选及精选两个阶段进行。
一、粗选
送至粗选厂的矿石,首先经过除渣、筛分、分级、脱泥及浓缩等必要的准备作业,然后给入粗选流程进行选别。
粗选的目的是将入选矿石按矿物密度不同进行分离,丢弃低密度脉石矿物尾矿,获得重矿物含量达90%左右的重矿物混合精矿,作为精选厂给料。
粗选厂一般与采矿作业纳为一体,组成采选厂。为适应砂矿床特征,一般粗选厂均建为移动式,移动方式有水上浮船及陆地轨道、履带、托板及定期拆迁等方式。
钛砂矿粗选一般选用处理量大,回收率高又便于移动式选厂应用的设备,较普遍的是圆锥选矿机及螺旋选矿机,少量采用摇床。上述设备有单一使用的,也有配合使用的:单一圆锥选矿机主要用于规模大或原矿中重矿物含镀高的粗选厂;多数厂采用以圆锥选矿机粗选,螺旋选矿机再精选;一些规模较小的选矿厂,往往采用单一的螺旋选矿机粗选。
二、精选
钛砂矿多系含有几种有价矿物的综合性矿床,精选的目的是将粗精矿中有回收价值的矿物进行有效的分离及提纯,达到各自的精矿质量要求,使之成为商品精矿。
精选厂一般建成固定式。粗精矿采用汽车、火车或管道输送等方式运输到精选厂处理。精选作业分为湿式及干式两个阶段,以干法作业为主。根据粗精矿的性质,在精选工艺的前段通常采用部分湿法作业。有时在精选过程中还存在于法、湿法交替的过程,不过从能源消耗及简化工艺流程角度考虑,在可能条件下力争减少这一过程。
精选厂的湿法作业种类有:采用摇床或螺旋选矿机重选,进一步丢弃残存在粗精矿中的密度小的脉石矿物,对于含盐份的粗精矿,同时具有清洗盐份的作用;采用湿式磁选法预先选出部分易选钛精矿,减少干选入选矿量;在粗精矿中加入氧氧化钠、盐酸、稀氢氟酸、焦亚硫酸氧钠等某种药剂进行高浓度搅拌,达到清除矿物表面污染,提高精选效果的目的;采用浮选法进行锆英石、独居石产品的精选。
干式精选是按产品中各矿物间的磁性、导电性、密度等差异进行分选。依粗精矿组成及性质而异,干选工艺流程的结构变化较大。对于矿物组成比较复杂,综合回收矿物种类较多的粗精矿的干选,流程比较复杂,作业较多,流程结构变化也较大;对于矿物组成简单的粗精矿,干选流程则很简单。
磁选是采用不同类型及场强的磁选机,对比磁化系数不同的矿物间的分选,常用的磁选设备有:盘式(单盘、双盘、三盘)、交叉带式、辊式、对极式等磁选机,在干选流程中通常是首先采用弱磁选分选出强磁性矿物-磁铁矿,然后采用中磁场选出大部分磁性较强又比较易选的钛铁矿产品。强磁选则用于部分磁性较弱的钛铁矿及独居石与非磁性矿物锆英石,金红石、白钛石等的分离。
电选是利用粗精矿中矿物间导电性的差异进行分选。所用电选机有辊式、板式、筛板式三种。电选在粗精矿干选流程中常用于导体与非导体矿物间的分组;金红石与锆英石的分离;难选钛铁矿及锆英石、独居石等矿物的精选。
在生产实践中,有时采取变化磁场及电场强度等操作条件,使电,磁选作业交替进行,以增进分选效果。
在干式精选工艺过程中经磁选或电选的某些矿物由于电、磁性相近,得到同步富集,当选些被分离矿物间存在可选密度差的情况下,通常采用重选法冉进行分选。为了减少干湿交替的工艺过程,这些产物的重选分离则采用干式重造-风力摇床进行。锆英石、独居石、蚀变钛铁矿最终产品精选,很多情况下均采用风力摇床精选进行再富集。