Experimental study on titanium concentrate separation from Panxi vanadium-titanium magnetite
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摘要: 在查明攀西地区某钒钛磁铁矿多元素分析和目的矿物成分的基础上，针对该矿石的选铁尾矿进行了磁选、重选、电选、浮选工艺研究，揭示了各工艺对不同脉石矿物的去除规律。在此基础上，确定了两种工艺流程，采用粗粒电选-细粒浮选流程，可获得精矿钛品位47.11%、回收率22.17%的指标；采用强磁精全浮流程，可获得精矿钛品位47.05%、回收率22.08%的指标。Abstract: Based on multi-element analysis and targeted mineral composition of the vanadium-titanium magnetite in Panxi area, the titanium concentrate separation including magnetic separation, gravity separation, electric separation, and flotation process had been carried out upon the iron tailings, in order to reveal removal methods of different gangue minerals by individual process. Therefore, two technological processes had been determined. The electric separation of coarse-grained particle-flotation process of fine-grained particle can be used to obtain a titanium concentrate grade of 47.11% and a recovery of 22.17%. The high intensity magnetic separation concentrate is floated with whole flotation process, and it can obtain titanium concentrate with grade 47.05% and recovery 22.08%.
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Key words:
- vanadium-titanium magnetite /
- ilmenite /
- gravity separation /
- magnetic separation /
- electric separation /
- flotation /
- removal rate
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表 1 矿石的化学多元素分析结果
Table 1. Chemical componentsof ore
% TFe FeO Fe2O3 TiO2 V2O5 Cr2O3 Co Ni Cu Sc2O3 22.60 15.04 15.73 8.26 0.18 0.48 0.018 0.067 0.023 0.0047 SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O K2O P As S C 28.24 4.73 8.71 13.79 0.18 0.15 0.03 0.0064 0.18 0.15 
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表 2 矿石中主要矿物的含量
Table 2. Main mineral contents in ore
% 钛磁铁矿
磁铁矿钛铁矿 钙钛矿 榍石 金属
硫化物辉石 闪石 蛇纹石 26.84 5.97 0.12 1.52 0.30 37.32 6.28 7.69 绿泥石 石英
斜长石石榴石
黝帘石方解石
白云石云母
滑石磷灰石 尖晶石 其他 8.70 1.82 1.68 0.60 0.72 0.16 0.12 0.16
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表 3 矿石中铁的化学物相分析结果
Table 3. Iron contents in various minerals
% 铁相 含量 分布率 钛磁铁矿中铁 15.43 68.27 赤（褐）铁矿中铁 0.92 4.07 钛铁矿中铁 2.26 10.00 碳酸盐中铁 痕量 痕量 硫化物中铁 0.13 0.58 硅酸盐中铁 3.86 17.08 合计 22.60 100.00
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表 4 矿石中钛的化学物相分析结果
Table 4. TiO2 contents in various minerals
% 钛相 含量 分布率 钛磁铁矿中TiO2 3.33 40.31 钛铁矿中TiO2 3.58 43.34 脉石中TiO2 1.35 16.35 合计 8.26 100.00
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表 5 主要矿物的物理特性
Table 5. Physical characteristics of main minerals
矿物 密度/（g·cm−3） 比磁化系数×106/（cm3·g−1） 导电性 钛磁铁矿 4.56～4.8 73000 导体 钛铁矿 4.62～4.72 224～315 导体 钛辉石 3.25～3.6 100 非导体 绿泥石 2.6～3.3 12.24～46.19 非导体 角闪石 2.9～3.4 25.54 非导体 蛇纹石 2.57 15.79 非导体
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表 6 强磁作业各产品矿物含量对比
Table 6. Mineral compositions and contents in products after high intensity magnetic process
% 矿物 强磁给矿 强磁精矿 强磁粗选尾 强磁精选尾 钛铁矿 8.50 29.37 0.84 7.42 榍石 2.56 4.88 1.86 2.56 钛磁铁矿/磁铁矿 1.38 3.38 0.17 0.92 黄铁矿/磁黄铁矿 0.23 0.45 0.14 0.22 辉石 57.33 31.01 65.58 57.44 闪石 6.80 5.09 8.37 7.24 蛇纹石 9.44 16.58 5.70 9.56 绿泥石 9.35 7.34 11.73 11.59 石英/斜长石 1.64 0.16 1.66 0.27 石榴石/黝帘石 1.54 0.83 1.88 1.73 方解石/白云石 0.54 0.24 0.92 0.31 云母/滑石 0.42 0.26 0.67 0.50 磷灰石 0.11 0.08 0.33 0.06 其他 0.16 0.33 0.15 0.18 合计 100.00 100.00 100.00 100.00
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表 7 强磁精矿摇床试验结果
Table 7. Shaking table test results of high intensity magnetic concentrate
产品名称 产率/% TiO2品位/% TiO2回收率/% 精矿 21.39 37.39 46.57 中矿 55.76 9.77 31.73 尾矿 22.85 16.30 21.70 给矿 100.00 17.17 100.00
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表 8 摇床选别各产品矿物组成和含量
Table 8. Mineral compositions and contents in products after shaker separation
% 矿物 精矿 中矿 尾矿 钛铁矿 67.45 15.74 24.02 钛磁铁矿 3.51 2.94 8.05 榍石 4.71 3.10 4.22 辉石 15.32 38.23 21.16 闪石 2.00 6.96 6.62 蛇纹石 2.90 19.94 23.10 绿泥石 2.02 9.88 9.66 长石 0.01 0.04 0.07 黝帘石 0.12 0.42 0.14 石英 0.02 0.34 0.21 方解石 0.33 0.37 0.28 石榴石 0.47 0.67 0.60 云母 0.07 0.39 0.32 磷灰石 0.04 0.11 0.11 黄铁矿 0.57 0.42 0.78 其他 0.46 0.45 0.66 合计 100.00 100.00 100.00
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表 9 摇床选别各产品中钛铁矿粒度嵌布
Table 9. Size distribution of ilmenite in various products after shaker separation
% 粒径/μm 精矿 中矿 尾矿 >212 0.67 0.00 0.00 150 3.34 0.00 0.00 106 7.27 0.50 0.00 75 16.72 1.71 0.00 53 25.92 7.72 0.85 38 23.86 17.74 1.71 27 14.02 29.91 7.50 19 5.23 25.27 25.95 13.5 1.83 11.56 35.66 9.6 0.71 3.63 21.21 6.8 0.24 1.12 4.33 5 0.11 0.49 1.74 <5 0.08 0.35 1.05 合计 100.00 100.00 100.00
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表 10 离心选矿分粒级试验结果
Table 10. Test results of classifying process in centrifugal beneficiation
粒级/mm 产品名称 产率/% TiO2品位/% TiO2回收率/% +0.074 精矿 14.17 11.71 10.07 尾矿 1.76 5.09 0.55 给矿 15.93 10.98 10.62 +0.045 精矿 19.05 16.87 19.51 尾矿 4.05 4.28 1.05 给矿 23.10 14.66 20.56 +0.020 精矿 29.14 18.80 33.26 尾矿 5.55 4.63 1.56 给矿 34.69 16.53 34.82 −0.020 精矿 20.98 24.39 31.07 尾矿 5.30 9.10 2.93 给矿 26.28 21.31 34.00
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表 11 离心选矿全粒级与分粒级试验对比结果
Table 11. Test results of full-size and classifying processes in centrifugal beneficiation
工艺 产品名称 产率/% TiO2品位/% TiO2回收率/% 全粒级 精矿 78.04 18.91 90.44 尾矿 21.96 7.10 9.56 给矿 100.00 16.32 100.00 分粒级 精矿 83.34 18.56 93.91 尾矿 16.66 6.02 6.09 给矿 100.00 16.47 100.00
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表 12 电选分粒级试验结果
Table 12. Test results of classifying process in electric separation
粒级/mm 产品名称 产率/% TiO2品位/% 回收率/% 作业 对全粒级给矿 +0.045 精矿 21.27 47.74 73.22 32.59 尾矿 78.73 4.71 26.78 11.92 给矿 100.00 13.86 100.00 44.51 −0.045 精矿 17.83 46.72 44.87 24.90 尾矿 82.17 12.45 55.13 30.59 给矿 100.00 18.56 100.00 55.49
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表 13 电选全粒级与分粒级试验对比结果
Table 13. Test results of full size and classifying processes in electric separation
工艺 产品名称 产率/% TiO2品位/% TiO2回收率/% 全粒级 精矿 20.96 47.35 61.51 尾矿 79.04 7.85 38.49 给矿 100.00 16.12 100.00 分粒级 精矿 19.59 47.29 57.49 尾矿 80.41 8.52 42.51 给矿 100.00 16.11 100.00
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表 14 脱泥对比试验结果
Table 14. Results of desliming process
工艺 产品 产率/% TiO2品位/% TiO2回收率/% 脱泥 泥 1.12 11.40 0.79 粗精矿 36.19 37.58 84.49 尾矿 62.69 3.78 14.72 给矿 100.00 16.10 100.00 不脱泥 粗精矿 37.51 32.89 76.40 尾矿 62.49 6.10 23.60 给矿 100.00 16.15 100.00
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表 15 CDT用量试验结果
Table 15. Results of different CDT consumptions
CDT用量/（g·t−1） 产品 产率/% TiO2品位/% TiO2回收率/% 600 泥 1.16 11.00 0.79 粗精矿 49.80 29.61 91.26 尾矿 49.04 2.62 7.95 给矿 100.00 16.16 100.00 800 泥 1.07 11.12 0.74 粗精矿 41.41 34.14 87.67 尾矿 57.52 3.25 11.59 给矿 100.00 16.13 100.00 1000 泥 1.12 11.4 0.79 粗精矿 36.19 37.58 84.49 尾矿 62.69 3.78 14.72 给矿 100.00 16.10 100.00 1200 泥 1.08 11.13 0.74 粗精矿 30.4 37.54 70.45 尾矿 68.52 6.81 28.81 给矿 100.00 16.20 100.00
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表 16 活化剂对比试验结果
Table 16. Test results of different activators
活化剂 产品 产率/% TiO2品位/% TiO2回收率/% 硝酸铅 泥 1.12 11.04 0.77 粗精矿 33.94 37.36 79.03 尾矿 64.94 4.99 20.20 给矿 100.00 16.04 100.00 硝酸铝 泥 1.12 11.4 0.79 粗精矿 36.19 37.58 84.49 尾矿 62.69 3.78 14.72 给矿 100.00 16.10 100.00
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表 17 两种流程指标对比
Table 17. Comparison of indicators for two processes
流程 产品名称 产率/% TiO2品位/% TiO2回收率/% 两种流程共有部分 铁精矿 29.67 12.07 45.79 次铁精矿 0.24 12.83 0.39 强磁尾矿 55.48 2.93 20.77 原矿 100.00 7.82 100.00 强磁精全浮选 泥 0.15 11.47 0.22 浮尾 10.79 7.36 10.75 最终钛精矿 3.67 47.05 22.08 粗粒电选-细粒浮选 浮选精矿 2.74 47.01 16.47 电选精矿 0.94 47.54 5.70 泥2 0.20 10.56 0.27 浮尾 7.00 9.36 8.38 电选尾矿 3.73 4.68 2.23 最终钛精矿 3.68 47.11 22.17
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