一种钛铁矿强化分选的短流程工艺 |
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| 申请号 | CN202311525938.0 | 申请日 | 2023-11-16 | 公开(公告)号 | CN117399160A | 公开(公告)日 | 2024-01-16 |
| 申请人 | 东北大学; 沈阳五寰工程技术有限公司; | 发明人 | 孟庆有; 袁致涛; 杜雨生; 冯泉; 张强; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 钛 铁 矿强化分选的短流程工艺，属于矿物加工技术领域。所述工艺流程包含三步：(1)对钛铁矿入选物料进行一粗一扫浮选作业，得到钛铁矿浮选精矿和浮选 尾矿 ；(2)对钛铁矿浮选精矿进行酸预处理，酸预处理后进行固液分离，获得钛铁矿酸预处理精矿；(3)对钛铁矿酸预处理精矿进行高梯度强 磁选 一次粗选作业，得到钛铁矿最终精矿。本发明工艺结构简单且高效，在钛铁矿精选过程中，增加酸预处理工艺可以减弱钛铁矿和脉石矿物颗粒间的异相团聚，采用高梯度 强磁选 可以强化钛铁矿的高效捕收，获得高品位高回收率的钛精矿，充分解决了细粒级钛铁矿难以回收的技术难题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤： |
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| 说明书全文 | 一种钛铁矿强化分选的短流程工艺技术领域[0001] 本发明属于矿物分选与综合利用技术领域，具体涉及一种钛铁矿强化分选的短流程工艺。 背景技术[0002] 我国拥有较为丰富的钛资源，但原生钛铁矿储量占钛资源总量的97％左右，主要赋存于钒钛磁铁矿矿床。对于这类矿石，普遍采用“先选铁、后选钛”的原则流程，受到铁矿开发利用和选钛技术的制约，钛资源的综合回收率只有22％左右，综合利用率偏低，造成了钛资源的严重浪费。 [0003] 我国攀枝花‑西昌地区的钛资源赋存于基性岩‑超基性岩岩体，矿石组分复杂，选钛物料中多含有钛辉石、绿泥石、长石、榍石、橄榄石等含钛、铁硅酸盐脉石矿物，其表面暴露的元素与钛铁矿表面极为相似，且脉石矿物易泥化，造成浮选药剂选择性差、机械夹杂现象严重，加大了钛铁矿的分选难度。目前，选钛工艺上普遍存在分选流程冗长、浮选药剂消耗量大、精矿品位不易控制、回收率偏低等问题。许新邦等针对入选TiO2品位11.03％的钛铁矿物料，采用“强磁选‑浮选”工艺，浮选为“一粗四精一扫”流程，获得钛精矿的TiO2品位为47.31％、回收率为61.65％。邓冰等对攀西地区钒钛磁铁矿矿石进行了选钛研究，采取先强磁选预富集再浮选选钛工艺，浮选采用“一次粗选、四次精选和一次扫选”流程，获得的钛精矿TiO2品位和作业回收率分别为47.78％和61.25％。杨耀辉等针对四川某公司斜板浓密溢流矿进行了强磁选和浮选联合工艺研究，浮选采用一粗一扫六精+中矿集中处理再选流程，配合自行开发的分散剂，获得的钛精矿TiO2品位为47.41％、浮选作业回收率为73.21％。因此，如何在工艺流程上强化钛铁矿的分选效率，对提高钛铁矿综合回收率意义重大。 [0004] 前期的研究工作中，发明专利CN111744677 B描述到在钛铁矿精选前增加酸预处理工艺，可以扩大钛铁矿与硅酸盐脉石矿物的浮游性差异，其本质上是脉石矿物表面金属离子溶出量大于钛铁矿，酸处理易于脱附脉石矿物表面的疏水化膜，有鉴于此，酸处理将会减弱钛铁矿和脉石矿物间的异相团聚作用，对钛铁矿团聚体起到清洗和强化分散效果，这有助于在精选过程中对钛铁矿进行高效分选。因此，本发明提供一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，浮选粗精矿经表面酸处理后，通过强磁场力对钛铁矿进行精准捕收，来提高钛铁矿的分选回收率。 发明内容[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种钛铁矿强化分选的短流程工艺。本发明方法采用酸预处理对钛铁矿浮选精矿进行表面处理，可减少已诱导疏水化的钛铁矿和硅酸盐脉石矿物颗粒异相团聚，同时促进钛铁矿同相聚集，使钛铁矿分选效率显著提升，本发明是一种流程结构简单、钛铁矿回收率高的分选方法。 [0006] 一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，包括以下工艺步骤： [0007] (1)钛铁矿浮选 [0008] 将入浮钛铁矿物料配制成质量浓度为30‑40％矿浆，加入浮选药剂进行钛铁矿浮选工艺，所述浮选工艺包括一次粗选作业和一次扫选作业，粗选精矿为钛铁矿浮选精矿，扫选尾矿为浮选尾矿，扫选精矿返回至钛铁矿粗选作业； [0009] (2)钛铁矿浮选精矿酸预处理 [0010] 对所述钛铁矿浮选精矿进行酸预处理，酸预处理后进行固液分离，获得钛铁矿酸预处理精矿； [0011] (3)钛铁矿酸预处理精矿强磁选 [0012] 对所述钛铁矿酸预处理精矿进行高梯度强磁选工艺，所述强磁选工艺包括一次粗选作业，粗选精矿为钛铁矿最终精矿，尾矿作为中矿返回至步骤(1)的浮选粗选作业。 [0013] 进一步地，所述步骤(1)中，钛铁矿入浮物料粒度为‑0.075mm占80％以上，以保证钛铁矿与脉石矿物充分单体解离，或保证钛铁矿单体颗粒和富连生体颗粒在分选物料颗粒群中占有较高比例。 [0015] 进一步地，所述步骤(1)中，钛铁矿粗选矿浆pH为7.5～8.0，每吨入浮矿量添加羧甲基纤维素60～90g、硝酸铅150～250g、苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂800～1000g、2#油20～40g。 [0016] 进一步地，所述步骤(1)中，钛铁矿扫选矿浆pH为7.5～8.0，每吨入浮矿量添加硝酸铅100～150g、苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂400～500g、2#油10～20g。 [0017] 进一步地，所述苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂中，苯甲羟肟酸和油酸钠的质量比为50:1。 [0018] 进一步地，所述步骤(2)中，所述酸预处理是添加硫酸对钛铁矿浮选精矿表面进行处理，调节矿浆pH值至1.0～2.0，调浆搅拌线速度2.0～3.0m/s，搅拌时间为20～30min。 [0019] 进一步地，所述的步骤(2)中，酸预处理后进行固液分离，固液分离出的酸液在预处理过程可以循环使用，减少硫酸用量和生产成本，同时固液分离可减少酸液对后续工艺设备的腐蚀。 [0020] 进一步地，所述步骤(3)中，所述强磁选工艺采用立环高梯度磁选机，不需要添加药剂，只利用强磁场力对钛铁矿颗粒进行强化捕收，保证钛铁矿精矿的回收率。 [0021] 进一步地，所述立环高梯度磁选机的背景磁感应强度为0.8～1.0T，介质为棒条形，直径为1.0或1.5mm。 [0022] 进一步地，所述的步骤(3)中，钛铁矿最终精矿TiO2品位为47.0～48.0％，回收率为83.0～86.0％。 [0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果： [0024] (1)在钛铁矿浮选工艺流程中，容易形成钛铁矿与脉石矿物的异相团聚，往往通过添加大量抑制剂和分散剂、增加精选作业次数才能获得品位合格的钛铁矿精矿，这样会造成钛铁矿回收率的降低，本发明中采用酸预处理对钛铁矿浮选精矿中添加硫酸进行表面处理，使易于异相团聚的钛铁矿和脉石矿物颗粒分开，减弱钛铁矿和脉石矿物颗粒的异相团聚，同时促进钛铁矿同相颗粒团聚，可在保证品位的同时提高钛铁矿精矿回收率，酸预处理矿浆pH值和调浆搅拌参数会影响浮选精矿的酸预处理效果。 [0025] (2)在钛铁矿浮选工艺流程中，由于钛铁矿密度较大，颗粒较重，容易在浮选精选过程中沉槽，导致钛铁矿精矿浮选回收率偏低，本发明中继浮选精矿酸预处理后采用强磁选工艺，有益之处在于通过直接作用于钛铁矿上的强磁场力对其强化捕收，提高钛铁矿回收率。 [0026] (3)本发明使钛铁矿分选效率得以显著提高，采用浮选粗精矿表面酸处理‑强磁选即可获得高品位和高回收率的钛铁矿精矿，分选流程短，流程结构和操作简单，节约浮选药剂，降低生产成本，提高了经济效益。附图说明 [0028] 图2为本发明中对比例的钛铁矿一粗一扫四精常规浮选工艺流程图。 具体实施方式[0030] 实施例1 [0031] 一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，工艺流程如图1所示。入浮钛铁矿物料细度‑0.075mm占比80％，矿样的TiO2品位为17.12％，有用矿物为钛铁矿，主要脉石矿物为钛辉石、长石、绿泥石和榍石，具体包括以下工艺步骤： [0032] (1)钛铁矿浮选 [0033] 将入浮钛铁矿物料加水配制成质量浓度为35％的矿浆，进行钛铁矿浮选工艺；浮选工艺包括一次粗选作业和一次扫选作业，钛铁矿粗选矿浆pH值为7.5，羧甲基纤维素用量90g/t，硝酸铅250g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量1000g/t，2#油用量20g/t；钛铁矿浮选扫选矿浆pH为7.5，硝酸铅150g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)500g/t，2#油用量10g/t；粗选精矿为钛铁矿浮选精矿，扫选尾矿为浮选尾矿，扫选精矿返回至钛铁矿粗选作业； [0034] (2)钛铁矿浮选精矿酸预处理 [0035] 对钛铁矿浮选精矿进行酸预处理，酸预处理矿浆pH值为1.0，调浆搅拌线速度2.5m/s，搅拌时间为20min，酸预处理后进行固液分离，获得钛铁矿酸预处理精矿； [0036] (3)钛铁矿酸预处理精矿强磁选 [0037] 对钛铁矿酸预处理精矿进行高梯度强磁选，强磁选工艺为一次粗选作业，所述强磁选工艺采用立环高梯度磁选机，立环高梯度磁选机的背景磁感应强度为1.0T，介质为棒条形，直径为1.5mm，粗选精矿为钛铁矿最终精矿，尾矿作为中矿返回至浮选粗选作业。 [0038] 对比例1 [0039] 本对比例流程图如图2所示，入浮物料同实施例1，区别在于，步骤(1)中浮选流程为一粗一扫四精，中矿顺序返回，一粗一扫加药制度同实施例1，一次精选加入羧甲基纤维素30g/t，二次精选加入羧甲基纤维素20g/t，三次精选加羧甲基纤维素30g/t，硝酸铅50g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量100g/t，四次精选加入羧甲基纤维素20g/t。 [0040] 本实施例1和对比例1分选结果如表1所示，本实施例可获得钛铁矿最终精矿TiO2品位为47.15％、回收率为83.50％的分选指标，比常规浮选的对比例钛精矿TiO2品位高0.65个百分点，回收率提高14.73个百分点。 [0041] 表1为实施例1与对比例1分选结果。 [0042] [0043] 表1 [0044] 实施例2 [0045] 一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，工艺流程如图1所示。入浮钛铁矿物料细度‑0.075mm占比85％，矿样的TiO2品位为18.54％，有用矿物为钛铁矿，主要脉石矿物为钛辉石、长石、绿泥石和榍石，具体包括以下工艺步骤： [0046] (1)钛铁矿浮选 [0047] 将入浮钛铁矿物料加水配制成质量浓度为35％的矿浆，进行钛铁矿浮选工艺；浮选工艺包括一次粗选作业和一次扫选作业，钛铁矿粗选矿浆pH值为8.0，羧甲基纤维素用量80g/t，硝酸铅200g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量900g/t，2#油用量30g/t；钛铁矿浮选扫选矿浆pH为8.0，硝酸铅100g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)450g/t，2#油用量15g/t；粗选精矿为钛铁矿浮选精矿，扫选尾矿为浮选尾矿，扫选精矿返回至钛铁矿粗选作业； [0048] (2)钛铁矿浮选精矿酸预处理 [0049] 对钛铁矿浮选精矿进行酸预处理，酸预处理矿浆pH值为1.5，调浆搅拌线速度3.0m/s，搅拌时间为20min，酸预处理后进行固液分离，获得钛铁矿酸预处理精矿； [0050] (3)钛铁矿酸预处理精矿强磁选 [0051] 对钛铁矿酸预处理精矿进行高梯度强磁选，强磁选工艺为一次粗选作业，所述强磁选工艺采用立环高梯度磁选机，立环高梯度磁选机的背景磁感应强度为1.0T，介质为棒条形，直径为1.5mm，粗选精矿为钛铁矿最终精矿，尾矿作为中矿返回至浮选粗选作业。 [0052] 对比例2 [0053] 本对比例流程图如图2所示，入浮物料同实施例2，区别在于，步骤(1)浮选流程为一粗一扫四精，中矿顺序返回，一粗一扫加药制度同实施例2，一次精选加入羧甲基纤维素30g/t，二次精选加入羧甲基纤维素20g/t，三次精选加羧甲基纤维素30g/t，硝酸铅50g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量100g/t，四次精选加入羧甲基纤维素 20g/t。 [0054] 本实施例2和对比例2分选结果如表2所示，本实施例可获得钛铁矿最终精矿TiO2品位为47.43％、回收率为84.29％的分选指标，比常规浮选的对比例钛精矿TiO2品位高0.40个百分点，回收率提高15.11个百分点。 [0055] 表2为实施例2与对比例2分选结果。 [0056] [0057] [0058] 表2 [0059] 实施例3 [0060] 一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，工艺流程如图1所示。入浮钛铁矿物料细度‑0.075mm占比90％，矿样的TiO2品位为21.18％，有用矿物为钛铁矿，主要脉石矿物为钛辉石、长石、绿泥石和榍石，具体包括以下工艺步骤： [0061] (1)钛铁矿浮选 [0062] 将入浮钛铁矿物料加水配制成质量浓度为35％的矿浆，进行钛铁矿浮选工艺；浮选工艺包括一次粗选作业和一次扫选作业，钛铁矿粗选矿浆pH值为8.0，羧甲基纤维素用量60g/t，硝酸铅150g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量800g/t，2#油用量20g/t；钛铁矿浮选扫选矿浆pH为8.0，硝酸铅100g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)400g/t，2#油用量10g/t；粗选精矿为钛铁矿浮选精矿，扫选尾矿为浮选尾矿，扫选精矿返回至钛铁矿粗选作业； [0063] (2)钛铁矿浮选精矿酸预处理 [0064] 对钛铁矿浮选精矿进行酸预处理，酸预处理矿浆pH值为2.0，调浆搅拌线速度2.0m/s，搅拌时间为30min，酸预处理后进行固液分离，获得钛铁矿酸预处理精矿； [0065] (3)钛铁矿酸预处理精矿强磁选 [0066] 对钛铁矿酸预处理精矿进行高梯度强磁选，强磁选工艺为一次粗选作业，所述强磁选工艺采用立环高梯度磁选机，立环高梯度磁选机的背景磁感应强度为0.8T，介质为棒条形，直径为1.0mm，粗选精矿为钛铁矿最终精矿，尾矿作为中矿返回至浮选粗选作业。 [0067] 对比例3 [0068] 本对比例流程图如图2所示，入浮物料同实施例3，区别在于，步骤(1)浮选流程为一粗一扫四精，中矿顺序返回，一粗一扫加药制度同实施例3，一次精选加入羧甲基纤维素20g/t，二次精选加入羧甲基纤维素10g/t，三次精选加羧甲基纤维素20g/t，硝酸铅50g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量100g/t，四次精选加入羧甲基纤维素 20g/t。 [0069] 本实施例3和对比例3分选结果如表3所示，本实施例可获得钛铁矿最终精矿TiO2品位为47.78％、回收率为85.86％的分选指标，比常规浮选的对比例钛精矿TiO2品位高0.26个百分点，回收率提高15.43个百分点。 [0070] 表3为实施例3与对比例3分选结果。 [0071] [0072] [0073] 表3 [0074] 实施例4 [0075] 一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，工艺流程如图1所示。入浮钛铁矿物料细度‑0.075mm占比86％，矿样的TiO2品位为17.86％，有用矿物为钛铁矿，主要脉石矿物为钛辉石、长石、绿泥石和榍石，具体包括以下工艺步骤： [0076] (1)钛铁矿浮选 [0077] 将入浮钛铁矿物料加水配制成质量浓度为40％的矿浆，进行钛铁矿浮选工艺；浮选工艺包括一次粗选作业和一次扫选作业，钛铁矿粗选矿浆pH值为8.0，羧甲基纤维素用量80g/t，硝酸铅250g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量1000g/t，2#油用量20g/t；钛铁矿浮选扫选矿浆pH为8.0，硝酸铅150g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)500g/t，2#油用量10g/t；粗选精矿为钛铁矿浮选精矿，扫选尾矿为浮选尾矿，扫选精矿返回至钛铁矿粗选作业； [0078] (2)钛铁矿浮选精矿酸预处理 [0079] 对钛铁矿浮选精矿进行酸预处理，酸预处理矿浆pH值为1.5，调浆搅拌线速度2.0m/s，搅拌时间为30min，酸预处理后进行固液分离，获得钛铁矿酸预处理精矿； [0080] (3)钛铁矿酸预处理精矿强磁选 [0081] 对钛铁矿酸预处理精矿进行高梯度强磁选，强磁选工艺为一次粗选作业，所述强磁选工艺采用立环高梯度磁选机，立环高梯度磁选机的背景磁感应强度为1.0T，介质为棒条形，直径为1.0mm，粗选精矿为钛铁矿最终精矿，尾矿作为中矿返回至浮选粗选作业。 [0082] 本实施例可获得钛铁矿最终精矿TiO2品位为47.28％、回收率为83.87％的分选指标。 [0083] 实施例5 [0084] 一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，工艺流程如图1所示。入浮钛铁矿物料细度‑0.075mm占比88％，矿样的TiO2品位为19.23％，有用矿物为钛铁矿，主要脉石矿物为钛辉石、长石、绿泥石和榍石，具体包括以下工艺步骤： [0085] (1)钛铁矿浮选 [0086] 将入浮钛铁矿物料加水配制成质量浓度为40％的矿浆，进行钛铁矿浮选工艺；浮选工艺包括一次粗选作业和一次扫选作业，钛铁矿粗选矿浆pH值为7.5，羧甲基纤维素用量70g/t，硝酸铅200g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量900g/t，2#油用量30g/t；钛铁矿浮选扫选矿浆pH为7.5，硝酸铅100g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)450g/t，2#油用量15g/t；粗选精矿为钛铁矿浮选精矿，扫选尾矿为浮选尾矿，扫选精矿返回至钛铁矿粗选作业； [0087] (2)钛铁矿浮选精矿酸预处理 [0088] 对钛铁矿浮选精矿进行酸预处理，酸预处理矿浆pH值为2.0，调浆搅拌线速度3.0m/s，搅拌时间为30min，酸预处理后进行固液分离，获得钛铁矿酸预处理精矿； [0089] (3)钛铁矿酸预处理精矿强磁选 [0090] 对钛铁矿酸预处理精矿进行高梯度强磁选，强磁选工艺为一次粗选作业，所述强磁选工艺采用立环高梯度磁选机，立环高梯度磁选机的背景磁感应强度为1.0T，介质为棒条形，直径为1.0mm，粗选精矿为钛铁矿最终精矿，尾矿作为中矿返回至浮选粗选作业。 [0091] 本实施例可获得钛铁矿最终精矿TiO2品位为47.54％、回收率为84.96％的分选指标。 [0092] 实施例6 [0093] 一种钛铁矿强化分选的短流程工艺，工艺流程如图1所示。入浮钛铁矿物料细度‑0.075mm占比93％，矿样的TiO2品位为20.58％，有用矿物为钛铁矿，主要脉石矿物为钛辉石、长石、绿泥石和榍石，具体包括以下工艺步骤： [0094] (1)钛铁矿浮选 [0095] 将入浮钛铁矿物料加水配制成质量浓度为40％的矿浆，进行钛铁矿浮选工艺；浮选工艺包括一次粗选作业和一次扫选作业，钛铁矿粗选矿浆pH值为8.0，羧甲基纤维素用量70g/t，硝酸铅200g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)用量900g/t，2#油用量30g/t；钛铁矿浮选扫选矿浆pH为8.0，硝酸铅100g/t，苯甲羟肟酸和油酸钠组合捕收剂(质量比50:1)450g/t，2#油用量15g/t；粗选精矿为钛铁矿浮选精矿，扫选尾矿为浮选尾矿，扫选精矿返回至钛铁矿粗选作业； [0096] (2)钛铁矿浮选精矿酸预处理 [0097] 对钛铁矿浮选精矿进行酸预处理，酸预处理矿浆pH值为1.5，调浆搅拌线速度2.5m/s，搅拌时间为20min，酸预处理后进行固液分离，获得钛铁矿酸预处理精矿； [0098] (3)钛铁矿酸预处理精矿强磁选 [0099] 对钛铁矿酸预处理精矿进行高梯度强磁选，强磁选工艺为一次粗选作业，所述强磁选工艺采用立环高梯度磁选机，立环高梯度磁选机的背景磁感应强度为1.0T，介质为棒条形，直径为1.5mm，粗选精矿为钛铁矿最终精矿，尾矿作为中矿返回至浮选粗选作业。 [0100] 本实施例可获得钛铁矿最终精矿TiO2品位为47.72％、回收率为85.26％的分选指标。 |
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