釩鐵礦性質(zhì)和選礦方法
釩鈦磁鐵礦在中國(guó)分布廣泛,儲(chǔ)量豐富,儲(chǔ)量和開(kāi)采量居全國(guó)鐵礦的第三位。地質(zhì)勘測(cè)表明,僅攀枝花—西昌地區(qū)的釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量就達(dá)100億t,占全國(guó)鐵礦探明儲(chǔ)量的20%;釩資源儲(chǔ)量為1578.8萬(wàn)t,占全國(guó)釩資源儲(chǔ)量的62%,占世界釩儲(chǔ)量的11.6%;鈦資源儲(chǔ)量為8.7億t,占全國(guó)鈦資源儲(chǔ)量的90.5%,占世界鈦儲(chǔ)量的35.2%。此外還伴生有90萬(wàn)t鈷、70萬(wàn)t鎳、25萬(wàn)t鈧、18萬(wàn)t鎵以及大量的銅、硫等資源。
釩鈦磁鐵礦的開(kāi)發(fā)利用經(jīng)歷了以高爐冶煉釩鈦磁鐵礦、霧化提釩和鈦精礦選礦為代表的三個(gè)重要階段,逐步實(shí)現(xiàn)了鐵、釩和鈦元素的規(guī)模化利用。隨著提取冶金技術(shù)進(jìn)步以及開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的不斷完善,綜合利用礦石中的鈷、鎳、銅、鈧、鎵和硫等有價(jià)元素也正在成為可能。
釩鈦磁鐵礦的性質(zhì)
釩鈦磁鐵礦礦床主要產(chǎn)在基性、超基性侵入巖中,礦石以富含鐵、鈦為特征。礦床生成方式分為晚期巖漿分異型礦床及晚期巖漿貫入型礦床;含礦巖石組合類(lèi)型有輝長(zhǎng)巖型—輝石巖—橄欖巖型等。礦石中主要金屬礦物組分為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、硫化礦物三種,而主要工業(yè)礦物中均富含多種有用組分:鈦磁鐵礦主要有Fe、Ti、Vi、Cr、Co、Ni、Ga,鈦鐵礦主要有Ti、Fe、Sc,硫化礦物主要有S、Co、Vi、Cu及鉑族等。礦石中有用組分的分布特征如下。
(1)鐵。主要含在鈦磁鐵礦中,其分配值及分配率隨礦石品級(jí)增高而增加,一般為Fe1(高品位礦)93%左右,F(xiàn)e2(中品位礦)78%~88%,F(xiàn)e3(低品位礦)67%~75%,F(xiàn)e4(表外礦)51%~63%。
(2)鈦。鈦鐵礦和鈦磁鐵礦中的鈦約占礦石中鈦含量的90%~99%。鈦鐵礦的鈦分配率隨礦石品級(jí)增高而顯著降低,鈦磁鐵礦中的鈦分配率隨礦石品級(jí)增高而增加,礦石中的Fe:TiO2比值,一般Fe1為2.73~2.87,F(xiàn)e2為2.42~2.73,F(xiàn)e3為2.37~2.66,F(xiàn)e4為2.35~2.19。
(3)釩。主要成類(lèi)質(zhì)同象富集在鈦磁鐵礦中,也和鐵一樣分配率隨礦石品級(jí)增高而增加,其平均分配率Fe1大于98%,F(xiàn)e2為96%左右,F(xiàn)e3為90%左右,F(xiàn)e4為80%左右。分配在脈石礦物中的釩隨礦石品級(jí)增高而降低,平均分配率Fe1小于0.5%,F(xiàn)e2為1%~4%,F(xiàn)e3為1%~4%,F(xiàn)e4為9%~18%。
(4)鉻。主要富集在鈦磁鐵礦中,其分配率隨礦石品級(jí)增高而增加。隨著巖石基性程度的增高,鈦磁鐵礦中鉻含量增加,在超基性巖相帶韻律層的下部,可以形成數(shù)米或更厚的富鉻釩鈦磁鐵礦層。
(5)鈧。以類(lèi)質(zhì)同象富集在脈石礦物及鈦鐵礦中。
(6)鈷、鎳、銅。除以硫化物形式存在外,還有相當(dāng)數(shù)量分布在鈦磁鐵礦和脈石礦物中。各元素在各組分中的分配并不固定,鈷的親鐵性較強(qiáng),而銅的親硫性強(qiáng)。
(7)鉑族。主要賦存在硫化物中。
鈦磁鐵礦的選礦方法
大部分選礦均需將礦物單體解離,釩鈦磁鐵礦石磨礦廣泛采用一段磨礦或二段磨礦流程。按照礦石合理解離的原則,一段閉路磨礦是處理粗粒及中粒嵌布礦石首先考慮的方案;而兩段磨礦根據(jù)能否提前拋尾有連續(xù)磨礦和間斷磨礦之分。根據(jù)鈦磁鐵礦選礦過(guò)程的基本特性,磁選工藝是很好分選方案,即采用不同的磁選工藝參數(shù)及流程結(jié)構(gòu),排出解離的含鈦等的弱磁性礦物及脈石,就可獲得鐵精礦產(chǎn)品。而影響鈦磁鐵礦分選富集的主要因素是磨礦粒度,尤其是將釩鈦磁鐵礦石中的鈦磁鐵礦物作為富集產(chǎn)品時(shí),應(yīng)將其作為一種含磁鐵礦、鈦鐵晶石、尖晶石及板狀鈦鐵礦的含磁鐵礦物相整體來(lái)考慮,其嵌布粒度是比較粗大的,在磨礦作業(yè)中屬粗、中粒嵌布物料。
根據(jù)我國(guó)近年來(lái)在利用高鈦型鐵礦石高爐冶煉中取得的經(jīng)驗(yàn),當(dāng)使用含鐵量為(53±1)%及TiO2—13%左右的鐵精礦進(jìn)行高爐冶煉時(shí),各種指標(biāo)綜合很不錯(cuò)。因此,釩鈦磁鐵礦的鐵精礦(鈦磁鐵礦)質(zhì)量以此為依據(jù)。
鈦鐵礦及伴生硫化礦的選礦方法
鈦鐵礦及含鈷鎳硫化礦是釩鈦磁鐵礦中的有用成分,在磁選過(guò)程中約有30%~40%的鈦及鈷鎳進(jìn)人鐵精礦中,其余部分則進(jìn)入尾礦。選鐵尾礦中的主要礦物有鈦鐵礦、含鈷鎳硫化礦及鈦普通輝石、斜長(zhǎng)石、綠泥石、橄欖石等,還有少量未選盡的鈦磁鐵礦。在磁選尾礦中,粗粒級(jí)中TiO2含量低,中間粒級(jí)TiO2含量高,產(chǎn)量很大,微細(xì)粒級(jí)TiO2含量略高于給礦,且有較大產(chǎn)率;從鉆鎳來(lái)看,隨粒級(jí)變細(xì),其含量趨于增高。
很早從選鐵尾礦中回收鈦鐵礦是采用重選法。由分選難易評(píng)價(jià)公式可知:鈦鐵礦與斜長(zhǎng)石的分選效果較好,而鈦鐵礦與鈦輝石以及鈦鐵礦與綠泥石的分選較差,所以重選法得到的鈦精礦品位不高。如果要保證鈦精礦品位達(dá)到要求(大于45%),則其回收率損失很大。為了獲得含TiO2—47%~49%高質(zhì)量的鈦精礦產(chǎn)品,依各種礦物物理性質(zhì)的差異,可采用重—浮選聯(lián)合法、重—電選聯(lián)合法、強(qiáng)磁—浮選法、強(qiáng)磁—重選法、強(qiáng)磁—重選—電選法、分級(jí)聯(lián)合選礦法等聯(lián)合分選法。
重—浮聯(lián)合法
基于跳汰重選生產(chǎn)可靠、成本低,適于處理較粗粒級(jí)物料,而浮選法雖然生產(chǎn)成本較高,但適用于處理細(xì)粒級(jí)物料的聯(lián)合分選法。該流程獲得TiO2品位大于45%,作業(yè)回收率約67%的鈦精礦。
重—電選聯(lián)合法
鈦鐵礦與鈦輝石的比電阻差為8個(gè)數(shù)量級(jí)、與斜長(zhǎng)石的比電阻差達(dá)9個(gè)數(shù)量級(jí),差異為分選礦物提供了有利條件。此法將磁尾行跳汰重選獲得粗鈦精礦,再對(duì)粗鈦精礦進(jìn)行電選。欲獲得含TiO2約47%的鐵精礦,且保持較高的回收率,重—電選聯(lián)合法的TiO2的交接品位定在28%~30%較適宜。
強(qiáng)磁—重選(—電選)法
對(duì)于一些磁尾礦物組成較為復(fù)雜、脈石既有斜長(zhǎng)石類(lèi)原生硅酸鹽礦物、又有綠泥石類(lèi)次生硅酸鹽礦物采用此法。磁尾先采用強(qiáng)磁預(yù)先排出部分脈石礦物,強(qiáng)磁選粗精礦分級(jí)后粗粒級(jí)跳汰—脫硫(—電選),細(xì)粒級(jí)跳汰—脫硫,粗、細(xì)粒級(jí)鈦精礦合并為很終鈦精礦。對(duì)于強(qiáng)磁粗精礦的粗粒增加電選后,很終鈦精礦的品位可提高約0.5%。
綜合以上流程的優(yōu)缺點(diǎn)采用聯(lián)合流程選礦,既充分發(fā)揮了重—電選流程針對(duì)較粗粒級(jí)的長(zhǎng)處,又能強(qiáng)化細(xì)粒鈦鐵礦的回收。具體方案是:磁選尾礦跳汰分級(jí)后,以0.1mm為分級(jí)界限,大于0.1mm粒級(jí)用重—電選聯(lián)合流程獲得鈦精礦,小于0.1mm粒級(jí)用強(qiáng)磁—浮選聯(lián)合流程獲得鈦精礦。該組合流程的特點(diǎn)一是指標(biāo)穩(wěn)定可靠,二是細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的回收率較高,因而綜合鈦精礦指標(biāo)也高。
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