铁尾矿中回收钛的试验研究范文

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《矿山机械杂志》2015年第十一期

随着主体矿产资源的不断开发，伴生矿产资源逐渐进入了人们的视线。河北承德某地区铁矿产资源主要为钒钛磁铁矿，其除含有铁外，还伴生有钒、钛、钪等有用元素[1]，主要的金属矿物有钛铁矿、钛磁铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿和金红石等[2]。通常采用重选、磁选等常规选别流程对其中的铁进行回收[3]，但由于选矿工艺的落后以及伴生矿的嵌布比较复杂，主要是回收钒钛磁铁矿中的铁矿资源，而对其中的钛资源回收较少，尾矿中钛含量在4%左右，这就使得大量有用资源只能随尾矿排出，不能得到很好的利用[4]，在很大程度上浪费了资源。笔者针对河北承德某铁选厂的尾矿进行回收钛的试验研究，为此类矿产资源的利用提供了基础数据。

1尾矿性质分析

该尾矿矿样取自河北承德某铁选厂，混匀缩分后，取代表性矿样经过加工处理后进行性质研究。

1.1XRD分析为了了解尾矿中的矿物组成，对铁尾矿进行了XRD分析，结果表明，该铁尾矿中主要的矿物有绿泥石、钠长石、石英、钛铁矿和金红石等。

1.2主要化学成分分析矿样主要化学成分分析结果如表1所列。由表1可知，该铁尾矿中主要的有用成分是TiO2，含量为4.88%。从矿产资源综合利用的角度考虑，需要对钛进行回收。

1.3钛物相分析为了了解钛的赋存状态，对该铁尾矿进行钛物相分析，结果如表2所列。由表2可知，该铁尾矿中钛主要以钛铁矿的形式存在，分布率为69.80%，少量以金红石、钛磁铁矿和硅酸盐矿物形式存在，可见，回收该铁尾矿中的钛，主要是对钛铁矿的回收。

1.4筛分分析取代表性矿样进行粒度分析，结果如表3所列。由表3可知，该铁尾矿中TiO2在各个粒级中均匀分布，因此，在对尾矿的后续处理中不能对其进行分级处理。

2试验结果及讨论

重选、磁选、浮选以及电选等选矿工艺在选钛工艺中已经得到广泛应用。但是针对河北承德某铁选厂的尾矿，经大量的探索试验可知，单一的选矿方法不能得到较好的分选指标。同时重选方法虽然能够得到品位较高的钛精矿，但是回收率非常低，且中矿和尾矿中钛含量也比较高，因此，重选不适合作为浮选前富集钛的方法。而强磁选在保证回收率的前提下不仅能起到浮选前富集钛的作用，还能起到一定的脱泥效果。笔者主要采用了磨矿—强磁—浮选流程对铁尾矿的钛进行回收，即先用强磁选将钛进行富集，然后再通过浮选将钛选出。

2.1磨矿细度试验取几份代表性矿样，分别磨至不同细度，在一段磁场强度为800kA/m、二段磁场强度为640kA/m的条件下进行磨矿细度试验，2次试验尾矿混在一起作为磁选尾矿，试验结果如图1所示。由图1可以看出，随着-0.074mm含量的升高，强磁精矿钛品位不断升高，而回收率(对尾矿，以下均简称回收率)不断下降。当-0.074mm含量由45.06%增加到64.02%时，强磁精矿钛品位增加了4.00%，回收率降低了0.67%；当-0.074mm含量由64.02%增加到85.00%时，强磁精矿钛品位增加了2.32%，回收率降低了1.27%。综合考虑强磁精矿钛品位和回收率，选取最佳磨矿细度-0.074mm含量为64.02%。

2.2磁场强度试验

2.2.1一段磁场强度试验取具备代表性的尾矿样若干份，分别磨至-0.074mm占64.02%，在场强分别为480、640、800、960kA/m的条件下进行一段磁场强度试验，结果如图2所示。由图2可以看出，当磁场强度由640kA/m升高到800kA/m时，强磁精矿钛品位降低了1.76%，回收率升高了4.33%。所以，最佳的磁场强度为800kA/m，此时，精矿钛品位为9.90%，回收率为92.54%。

2.2.2二段磁场强度试验取适量一段强磁精矿，在场强分别为480、640、800和960kA/m的条件下，进行二段磁场强度试验，结果如图3所示。由图3可以看出，当磁场强度由480kA/m升高到640kA/m时，强磁精矿钛品位降低了1.61%，回收率升高了8.85%。所以，最佳的磁场强度为640kA/m，此时，精矿钛品位为18.63%，回收率为83.30%。

2.3浮选试验浮选用样为二段强磁精矿，经查阅相关文献资料以及大量的探索试验，选取H2SO4作为矿浆pH调整剂、MOH-2作为捕收剂、氟硅酸钠作为抑制剂，对上述二段强磁精矿进行粗选条件试验，试验流程如图4所示。

2.3.1H2SO4用量试验在加入MOH-21800g/t、氟硅酸钠500g/t的条件下进行H2SO4用量试验，试验流程见图4，结果如图5所示。由图5可以看出，H2SO4用量由800g/t逐渐升高到1600g/t时，粗浮精矿钛品位逐渐升高，而回收率确是先升高后降低。所以，最佳的H2SO4用量为1200g/t，此时，粗浮钛精矿品位为36.94%，回收率为67.11%。

2.3.2氟硅酸钠用量试验在捕收剂MOH-2用量为1800g/t、H2SO4用量为1200g/t的条件下，进行氟硅酸钠用量试验，试验流程见图4，结果如图6所示。由图6可以看出，随着氟硅酸钠用量的不断增加，粗浮精矿钛的品位逐渐升高，回收率逐渐降低；当氟硅酸钠的用量由300g/t升高到400g/t，再继续升高到500g/t时，粗浮精矿的钛品位分别升高了3.40%和1.24%，回收率分别降低了1.14%和3.18%。综合考虑粗浮精矿的钛品位和回收率，选取最佳氟硅酸钠用量为500g/t，此时，精矿钛品位为37.12%，回收率为67.27%。

2.3.3MOH-2用量试验由中南大学研制的MOH系列捕收剂与常用的浮钛捕收剂相比，不仅浮选指标稳定，而且操作方便。在以上试验的最佳用量的基础上，进行MOH-2用量试验，试验流程见图4，结果如图7所示。由图7可以看出，随着MOH-2用量的增加，粗浮精矿的钛品位呈下降趋势，回收率呈先升后降的趋势，当MOH-2用量为2000g/t时，回收率达到最大值。故捕收剂MOH-2的最佳用量为2000g/t，此时，精矿钛的品位为35.64%，回收率为72.65%。

2.3.4浮选流程试验在上述试验得到的最佳条件的基础上，进行浮选流程试验，试验流程如图8所示，试验结果如表4所列。由表4可知，通过一次粗选、三次精选可得到TiO2的产率为4.52%，品位为48.36%，回收率为44.78%的良好指标。

3结论

(1)通过对尾矿性质的分析，可知该铁尾矿中TiO2的含量为4.88%，主要矿物有：绿泥石、石英、钛铁矿、金红石等，主要的回收对象是钛铁矿。(2)在磨矿细度-0.074mm占64.02%、在一段磁场强度为800kA/m、二段磁场强度为640kA/m的条件下，经一粗一精的强磁选流程，可以获得产率为21.82%、品位为18.63%、回收率为83.30%的强磁精矿。(3)在H2SO4用量为1200g/t、氟硅酸钠用量为500g/t、MOH-2用量为2000g/t的条件下，对强磁精矿进行浮选，经过一粗三精的浮选流程，最终可获得产率为4.52%、品位为48.36%、回收率为44.78%的钛精矿。

作者：牛福生 李卓林 张晋霞 单位：华北理工大学矿业工程学院 河北省矿业开发与安全技术重点试验室