夏德林
青岛晟佰冶金窑炉长寿材料有限公司山东青岛266000
摘要：矿样采自承德某地钛铁矿，矿样含TiO2达37.25%，其中钛铁矿部分则占了92.43%。根据工艺矿物学的研究结果，结合国内外分选钛矿物选矿成熟的工艺，制定了不磨矿直接选钛矿的工艺流程和磨矿后再选钛的两种原则探索试验流程，其中分别包括：直接电选流程、扫铁—强磁选—电选流程、扫铁—强磁选—摇床流程、隔粗—扫铁—隔粗—电选—中磁选流程、磨矿—扫铁—强磁—电选选钛流程、磨矿—扫铁—强磁—摇床选钛流程和磨矿—扫铁—强磁—浮选选钛流程，通过对比试验，探索最优的选钛工艺流程。
关键词：不磨直选；磨矿再选；摇床选钛；磁电选钛
1矿石成份分析和化学物相分析
1.1矿石化学成分
矿石的多元素化学成分分析结果列于表2—1。
表1—1矿石的主要化学成分%
由表1—2可以看出：矿石中可供选矿回收的主要组分钛，其中钛铁矿占全钛的92.43%，而其他形式的钛矿物仅占7.57%，理论上全部回收矿样中的钛铁矿矿物，则选矿回收率应该达到92.43%。
1.3主要矿物组成及粒度
对矿样进行了磨光片镜下检查，发现该矿物粒度主要介于0.03～0.25mm之间，脉石矿物的粒度和钛矿物的粒度接近，样品中钛矿物单体解离度在80%左右，为了得到较高品位的精矿产品需要进行再磨矿作业。样品中主要的矿物是钛铁矿、角闪石，其次为长石、云母、榍石，还含有一定量的黄铁矿和磁黄铁矿，脉石也基本以单体状态出现。
2选矿探索试验
2.1原矿粒度筛析及金属分布率测定
为了考察样品中不同粒级中钛矿物的分布情况，对原矿进行了粒度筛析和金属分布率测定，在不同的粒级中钛品位没有很大幅度的变化，粗粒级中品位没有明显的降低，因此进行粗粒抛尾不合适，只能为了不增加磨矿而进行隔粗处理，粗粒单独作为产品进行开发利用。该矿样较集中分布在-0.154～+0.045mm之间，占全粒级的70%左右，可见该矿的粒度比较均匀。
2.2直接电选流程探索试验
为了探索该矿样采用何种工艺能够得到合格的精矿产品，首先直接进行电选工艺的探索，即原矿烘干加温到100摄氏度的条件下，给入电选机在3.0万伏的电压条件下，分别在160转/分、120转/分和80转/分的电机转速条件下经过三次电选作业，最终得到钛精矿产品。对于该矿采用直接电选选钛工艺，得到的钛精矿产品品位才40.81%，没有达到合格精矿产品的要求，因此采用该工艺不适合该矿中钛矿物的分选。
2.3隔粗—弱磁扫铁—强磁选—电选流程探索试验
从直接采用电选选别的结果可以知道，只单独采用电选工艺，难以大幅度提高钛精矿的品位。采用隔粗—弱磁扫选—强磁选—电选工艺也只能够得到41.55%品位的钛精矿，此时精矿产率为77.52%，因此可见该流程同样不适合该矿中钛矿物的选别。
2.4隔粗—弱磁扫选—强磁选—摇床流程探索试验
从采用电选工艺选别的结果可以知道，采用单独电选工艺时，都难以得到较高品位的钛精矿，采用事粗—弱磁扫铁—强磁选—摇床工艺能够得到46.90%品位的最终钛精矿，此时精矿产率为15.29%，即处理100吨37.08%品位的矿样能够得到15.29吨的46.90%品位的高品位钛精矿，因此该流程适合该矿中钛矿物的选别。
2.5隔粗—弱磁扫铁—隔粗—电选—中磁选流程探索试验
为了探索干式选别流程暂高精矿品位的可能性，对原矿样进行了隔粗—弱磁扫铁—隔粗—电选—中磁选流程探索试验。原矿术采用隔粗—弱磁扫铁—隔粗—电选—中磁选流程，得到的精矿产率为51.50%、此时钛精矿的品位才44.09%，未能够达到合格高钛精矿品位的要求，因此该流程也不能适应该矿中钛矿物的分选。
2.6磨矿强磁选磨矿细度条件试验
从工艺矿物学的结果可以知道，为了进一步提高目的矿物（钛铁矿）的富集品位和回收率指标，需要进行磨矿，为此进行了一组不同细度条件下弱磁扫铁—强磁选的条件试验。在不同的细度条件下，采用强磁选工艺选钛时，粒度越细得到的粗钛精矿品位越高，相应的产率和回收率则降低，综合考滤磨矿成本和精矿数质量指标，这次试验选择的磨矿细度为-200目57%作为后续试验磨矿流程的粒度条件。
2.7磨矿—弱磁扫铁—强磁选—电选流程探索试验
将原矿磨矿到-200目57%的条件下，经过弱磁扫铁作业，扫铁尾矿在8520奥斯特磁场强度条件下进行强磁选选钛，得到的粗钛精矿作为电选给矿，最后经过三段作业的电选得到最终钛精矿，电选作业的条件为3.0万伏，三段作业的电机转速分别为160转/分、120转/分和80转/分。原矿样细磨后采用弱磁扫铁—强磁选—电选流程，也不能选出合格的钛精矿产品。
2.8磨矿—弱磁扫铁—强磁选—摇床流程探索试验
将原矿磨到-200目57%的条件下，经过弱磁扫铁作业，扫铁尾矿在8520奥斯特磁场强度条件下进行强磁选选钛，得到的粗钛精矿给入摇床，经过摇床作业得到最终钛精矿。磨矿到-200目57%的细度条件下，经过弱磁扫铁—强磁选—摇床工艺最后得到的最终钛精矿品位为47.25%，此时的钛精矿产率为20.82%，相对于不磨矿—弱磁—强磁—摇床流程，在品位相当的情况下，产率提高了5个左右百分点。因此可以知道要提高钛精矿的数质量指标，增加磨矿作业是有必要的。
2.9磨矿—弱磁扫铁—强磁选—浮选流程探索试验
浮选对于提高选钛回收率和产率是比较适应的工艺，因此将原矿磨到-200目57%的条件下，经过弱磁扫铁作业，强磁选选钛后得到的粗钛精矿作为浮选选钛的给矿，浮选作业首先加入硫化矿的捕收剂，把硫化矿选出后，经过一次粗选四次精选后得到最终的钛精矿。磨矿到-200目57%的细度条件下，经过弱磁扫铁—强磁选—浮选选钛工艺以后，能够得到的钛精矿品位为47.00%，钛精矿的产率为35.34%，回收率为45.14%。相对于不磨矿—弱磁—强磁—摇床流程和磨矿—弱磁—强磁—摇床流程，精矿指标最好。
3产品检查
为了查明最终钛精矿的杂质含量，对最终钛精矿进行了多元素分析。
从精矿多元素分析结果可以看出，钛精矿中亚铁含量比较高，其它杂质含量对精矿质量影响不大。
4结论
通过选矿试验研究和工艺矿物学研究，得出：
1、矿样含TiO2达37.52%，主要可供回收的元素为钛，其中钛铁矿占全钛的92.43%，而其他形式的钛矿物仅占7.57%，理论上全部回收矿样中的钛铁矿矿物，则选矿回收率应该达到92.43%。
2、在选矿探索试验中，首先进行了不磨矿流程探索，在进行的直接电选流程、扫铁—强磁选—电选流程、扫铁—强磁选—摇床流程、隔粗—扫铁—隔粗—电选—中磁选流程四流程探索中，唯采用扫铁—强磁—摇床流程能够获得46.09%品位的合格钛精矿产品，此时精矿产率为15.29，回收率为19.34%。
3、同时进行了磨矿选别流程的探索，分别可以得到47.25%和47.00%品位的钛精矿。采用磨矿—扫铁—强磁—浮选选钛工艺获得的指标最好，而采用扫铁—强磁—摇床流程工艺简单且运行成本相对较低。
4、该矿样能够获得46%品位的合格钛精矿产品，但具体采用何种工艺需要经过技术经济比较后确定。
参考文献：
[1]陈斌.磁电选矿技术[M].北京：冶金工业出版社，2007.
[2]胡为柏，浮选[M]，北京：冶金工业出版社，2009.
[3]朱建光，浮选药剂[M]，北京：冶金工业出版社，1993.