一种低品位钛铁矿选矿工艺 |
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| 申请号 | CN202311613390.5 | 申请日 | 2023-11-28 | 公开(公告)号 | CN117483097A | 公开(公告)日 | 2024-02-02 |
| 申请人 | 广东粤桥新材料科技有限公司; 广西粤桥新材料科技有限公司; | 发明人 | 李雨轩; 黄翔; 柏松涛; 王祥丁; 李健; 谭健锋; 廖星星; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种低品位 钛 铁 矿选矿工艺，工艺步骤包括：(1)、 破碎 原矿，进行干式强磁粗选；(2)、干选精矿经过高压辊磨后筛分；(3)、通过湿式 磁选 机分选，获得非 磁性 产品；(4)、非磁性产品进行加 水 调浆后加入六偏 磷酸 钠和 次氯酸 钙 进行 氧 化活化；(5)、往矿浆中加入钛精矿复合捕收剂和起泡剂进行浮选，浮选完成后得到钛精矿。本发明大大提高了钛铁矿的入选品位，降低了浮选 试剂 用量和总成本，做到了设备要求低，选矿成本低，提高了钛铁矿的回收率，工艺简单，连续性、可操作性强。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种低品位钛铁矿选矿工艺，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种低品位钛铁矿选矿工艺技术领域[0001] 本发明涉及选矿技术领域，具体涉及一种低品位钛铁矿选矿工艺。 背景技术[0002] 钛具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等特点，目前已广泛应用于航空航天、石油化工、冶金及医疗等领域。我国钛铁矿资源虽然储量丰富，但是大部分呈现出贫、细、杂的特点，选别效率较低，随着开采力度的加大，矿石的嵌布粒度明显变细，使得有用矿物难以回收，并且钛铁矿与脉石矿物的伴生也愈加复杂，导致有用矿物的品位越来越低，因此，研究开发钛铁矿资源的回收利用技术，特别是发展低品位钛铁矿资源的选矿和开发利用技术，对促进我国钛工业的发展具有重要战略意义。 [0003] 目前，针对钛铁矿选矿工艺的现有技术主要有：授权公告号为CN103041912B的专利，公开了“低品位钛铁矿的选矿方法”，方法过程为：将原矿进行隔渣、分级，得到粗粒物料和细粒物料；将粗粒物料和细粒物料分别进行一段除铁后，得到粗粒除铁尾矿、细粒除铁尾矿和次铁精矿；将粗粒除铁尾矿进行一段强磁选，得到强磁精矿和尾矿；将强磁精矿进行螺旋重选，得到的重选精矿送至磨矿处理；细粒除铁尾矿依次经一段强磁选和二段强磁选，最终获得的强磁精矿与磨矿后的重选精矿混合并分级；将分级后的不合格混合精矿返回磨矿步骤再磨，合格混合精矿进行二段除铁后进行三段强磁选、浮选后得到最终钛精矿。公开号为CN113351358A的专利，公开了“一种极低品位钛铁矿的选矿方法”，其特征在于其选矿过程的步骤为：首先，将极低品位钛铁矿石进行破碎、高压辊磨和振动筛分，使粒度达到5mm以下某个粒级。然后，将筛下粒级进行大颗粒脉动高梯度磁选获得初级钛粗精矿，抛弃大部分废石。将初级钛粗精矿粗磨至‑0.074mm约占60％，进行细粒脉动高梯度磁选，获得钛粗精矿，进一步抛弃脉石。将钛粗精矿细磨至‑0.074mm占80％以上，进行离心高梯度磁选精选，得到高品位钛粗精矿。最后，高品位钛粗精矿进行浮选或重选精选，得到合格钛精矿。公开号为CN103191828A的中国发明专利文献，公开了“一种浮钛捕收剂及使用其的低品位钛铁矿的选矿方法”，具体工艺如下：将原矿进行隔渣、分级，得到粗粒物料和细粒物料分别进行一段除铁后，得到粗粒除铁尾矿、细粒除铁尾矿和次铁精矿；将粗粒除铁尾矿进行一段强磁选，得到强磁精矿和尾矿；将强磁精矿进行螺旋重选，得到的重选精矿送至磨矿处理；细粒除铁尾矿经过两段强磁选获得的强磁精矿与磨矿后的重选精矿混合并分级后依次经二段除铁、三段强磁选、浮选后得到最终钛精矿；其中，将粗粒MOH捕收剂和细粒MOH捕收剂按照一定的比例进行混合，得到的混合捕收剂作为浮钛捕收剂用于浮选。 [0004] 目前工艺存在问题是在预选阶段追求铁的指标而忽视了钛的损失，另外浮选药剂多为酸性条件下选矿，需要使用硫酸等强腐蚀药剂，浮选剂不易制取，容易污染环境，回收率不高等。 发明内容[0005] 针对现有技术的不足，本发明提出一种低品位钛铁矿选矿工艺，大大提高了钛铁矿的入选品位，降低了浮选试剂用量和总成本，做到了设备要求低，选矿成本低，提高了钛铁矿的回收率，工艺简单，连续性、可操作性强。 [0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下： [0007] 一种低品位钛铁矿选矿工艺，包括以下步骤： [0008] S1：将原矿破碎，给入粉矿干选机进行干式强磁粗选，得到所需干选精矿； [0009] S2：干选精矿经过高压辊磨后筛分得到辊压产品； [0012] S5：在已完成氧化活化的矿浆中添加钛精矿复合捕收剂M和起泡剂后进行浮选，浮选完成后得到钛精矿。 [0013] 在一些实施方式中，低品位钛铁原矿中TiO2≤10.00wt％，TFe≤20.00wt％。 [0015] 在一些实施方式中，步骤S2中筛分采用闭路筛分流程。 [0016] 在一些实施方式中，闭路筛分流程中振动筛的筛孔为3mm。 [0017] 在一些实施方式中，步骤S3中湿式磁选机的磁场强度为0.2～0.25T。 [0018] 在一些实施方式中，步骤S4中矿浆质量浓度为25％～30％，以矿浆总量计六偏磷酸钠的添加量为80～150g/t，以矿浆总量计次氯酸钙的添加量为200～300g/t，第一次搅拌时间为3～8min，第二次搅拌时间为40～80min。 [0020] 在一些实施方式中，步骤S5中浮选包括一次粗选和一次精选： [0021] 粗选步骤包括：在已氧化活化完成的矿浆中加入水玻璃和钛精矿复合捕收剂M后搅拌4min，搅拌完成后加入起泡剂后搅拌2min，搅拌完成后充气浮选5min得到粗选产物； [0022] 精选步骤包括：在粗选产物中加入水玻璃和钛精矿复合捕收剂M进行搅拌4min，搅拌完成后收集精选产物。 [0023] 在一些实施方式中，粗选步骤中水玻璃的加入量以已氧化活化的矿浆总量计为200～300g/t，钛精矿复合捕收剂M的加入量以已氧化活化的矿浆总量计为700～800g/t，起泡剂的加入量以已氧化活化的矿浆总量计为50g/t；精选步骤中，水玻璃的加入量以粗选产物总量计为200～400g/t，钛精矿复合捕收剂M的加入量以粗选产物总量计为500～600g/t。 [0024] 有益效果： [0025] (1)本发明采用“干式磁选‑高压辊磨‑湿式磁选‑浮选”的流程进行分选，后续磨选流程的入磨量减少了40％以上，入选品位得到很大程度的提高，预选效果十分显著，大幅降低了后续浮选试剂用量和总成本。 [0027] (3)本发明采用了次氯酸钙对钛铁矿进行活化，次氯酸钙在弱碱性的矿浆环境下充分将钛铁矿表面的二价铁离子氧化为三价铁离子，将活性弱的表面原子转化为能够与钛精矿复合捕收剂基团稳定吸附的大量活性位点，从而使氧化活化后的钛铁矿表面能够与捕收剂基团发生稳固的化学吸附，表面疏水性大幅增加，实现高效捕收。 [0028] (4)本发明中使用的钛精矿捕收剂M采用了价格便宜、毒性低的工业原料，没有使用常规的硝酸铅等含铅盐的钛铁矿活化剂，避免了重金属铅对土壤和水体的污染，设备要求低，选矿成本低，便于大规模推广。附图说明 [0029] 图1为本发明的工艺流程图。 具体实施方式[0030] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0031] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。 [0032] 如图1所示，一种低品位钛铁矿选矿工艺包括以下步骤： [0033] S1：将TiO2≤10.00wt％，TFe≤20.00wt％的低品位钛铁矿破碎后过直径为10mm的震动筛，筛上产品再次进行破碎直至颗粒直径小于10mm，筛下产品为直径小于10mm的原矿，给入粉矿干选机进行干式强磁粗选，粉矿干选机的磁场强度为1.0～1.2T，皮带速度为1.5～1.6米/秒，得到所需干选精矿； [0034] S2：干选精矿经过高压辊磨后采用闭路筛分流程得到辊压产品，闭路筛分流程中振动筛的筛孔为3mm； [0035] S3：用磁场强度为0.2～0.25T的湿式磁选机分选辊压产品，获得磁性产品和非磁性产品，磁性产品主要为磁铁矿，非磁性产品主要为钛铁矿； [0036] S4：将非磁性产品加水调浆获得矿浆，矿浆质量浓度为25％～30％，将矿浆送入浮选槽中，添加以矿浆总量计为80～150g/t的六偏磷酸钠搅拌3～8min调浆，调浆完成后加入以矿浆总量计200～300g/t的为次氯酸钙搅拌40～80min，两次搅拌后完成钛铁矿氧化活化； [0037] S5：在已完成氧化活化的矿浆中添加以油酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基二硫代磷酸铵、丙二醇按质量比3:3:2:1混合得的钛精矿复合捕收剂M和2号浮选油后进行一次粗选和一次精选，粗选过程为在已氧化活化完成的矿浆中加入以已氧化活化的矿浆总量计为200～300g/t的水玻璃和以已氧化活化的矿浆总量计为700～800g/t的钛精矿复合捕收剂M后搅拌4min，搅拌完成后加入以已氧化活化的矿浆总量计为50g/t的泡剂后搅拌2min，搅拌完成后充气浮选5min得到粗选产物，精选过程为在粗选产物中加入以粗选产物总量计为 200～400g/t的水玻璃和以粗选产物总量计为500～600g/t的钛精矿复合捕收剂M进行搅拌 4min，搅拌完成后收集精选产物，精选完成后得到钛精矿。 [0038] 若无特殊说明，本实施例中所用原料均为市购。其中，起泡剂2号油是一种复合高级醇，其分子式为R‑烷烃基，分为松醇油与化学油两种，是浮选中常规的起泡剂。 [0039] 实施例1 [0040] 某低品位钛铁矿样来自攀枝花某公司，含TFe 17.24wt％、含TiO26.35wt％。 [0041] 具体按以下步骤实现： [0042] S1：将原矿碎至小于10毫米后，以400kg/h的速度给入粉矿干选机进行干式强磁粗选，磁选磁场强度为1.1T，皮带速度为1.5米/秒； [0043] S2：抛弃干选尾矿，干选精矿进入高压辊磨作业，高压辊磨作业采用闭路筛分流程，高压辊磨机排矿经人工打散后给入筛孔为3毫米的振动筛，筛上产品与新给料一起进行再次辊压，筛下产品颗粒直径小于3毫米的即为辊压产品； [0044] S3：辊压产品经湿式磁选机分选，磁性产品主要为磁铁矿，非磁性产品主要为钛铁矿，磁场强度为0.22T； [0045] S4：将上步湿式磁选后非磁性产品调浆获得矿浆，矿浆浓度为25％，送入浮选槽，添加以矿浆总量计120g/t的六偏磷酸钠进行混合物料搅拌调浆，搅拌5分钟，再加入以矿浆总量计230g/t的次氯酸钙，搅拌1小时完成钛铁矿氧化活化； [0046] S5：加入以已氧化活化的矿浆总量计200g/t的水玻璃作为抑制剂，加入由油酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基二硫代磷酸铵、丙二醇按质量比3:3:2:1混合得到的钛精矿复合捕收剂M搅拌5min，钛精矿复合捕收剂M添加量为以已氧化活化的矿浆总量计700g/t；加入以已氧化活化的矿浆总量计50g/t的2号浮选油，搅拌2min，充气进行浮选，时间为4min，进行粗选；粗选产物再加入以粗选产物总量计300g/t的水玻璃及以粗选产物总量计600g/t的钛精矿复合捕收剂M进行精选，收集精选产物。 [0047] 本实施例得到的钛铁矿精矿TiO2品位48.56％，达到质量标准，钛回收率69.73％，磁铁矿回收率85.46％，实现了钛铁矿和磁铁矿的有效分离与回收。 [0048] 实施例2 [0049] 某低品位钛铁矿样来自国外某公司，含TFe 16.75wt％、含TiO26.93wt％。 [0050] 具体按以下步骤实现： [0051] S1：将原矿碎至小于10毫米后，以400kg/h的速度给入粉矿干选机进行干式强磁粗选，磁选磁场强度为1.1T，皮带速度为1.5米/秒； [0052] S2：抛弃干选尾矿，干选精矿进入高压辊磨作业，高压辊磨作业采用闭路筛分流程，高压辊磨机排矿经人工打散后给入筛孔为3毫米的振动筛，筛上产品与新给料一起进行再次辊压，筛下产品颗粒直径小于3毫米的即为辊压产品； [0053] S3：辊压产品经湿式磁选机分选，磁性产品主要为磁铁矿，非磁性产品主要为钛铁矿,磁场强度为0.26T； [0054] S4：将上步湿式磁选后非磁性产品调浆获得矿浆，矿浆浓度为28％，送入浮选槽，添加以矿浆总量计150g/t的六偏磷酸钠进行混合物料搅拌调浆，搅拌5分钟，再加入以矿浆总量计250g/t的次氯酸钙，搅拌1小时完成钛铁矿氧化活化； [0055] S5：加入以已氧化活化的矿浆总量计200g/t的水玻璃作为抑制剂，加入由油酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基二硫代磷酸铵、丙二醇按质量比3:3:2:1混合得到的钛精矿复合捕收剂M搅拌5min，钛精矿复合捕收剂M添加量为以已氧化活化的矿浆总量计750g/t；加入以已氧化活化的矿浆总量计50g/t的2号浮选油，搅拌2min，充气进行浮选，时间为4min，进行粗选；粗选产物再加入以粗选产物总量计300g/t的水玻璃及以粗选产物总量计600g/t的钛精矿复合捕收剂M进行精选，收集精选产物。 [0056] 本实施例得到的钛铁矿精矿TiO2品位48.87％，达到质量标准，钛回收率70.52％，磁铁矿回收率86.32％，实现了钛铁矿和磁铁矿的有效分离与回收。 [0057] 实施例3 [0058] 某低品位钛铁矿样来自西昌某矿场，含TFe 15.53wt％、含TiO26.17wt％。 [0059] 具体按以下步骤实现： [0060] S1：将原矿碎至小于10毫米后，以400kg/h的速度给入粉矿干选机进行干式强磁粗选，磁选磁场强度为1.2T，皮带速度为1.5米/秒； [0061] S2：抛弃干选尾矿，干选精矿进入高压辊磨作业，高压辊磨作业采用闭路筛分流程，高压辊磨机排矿经人工打散后给入筛孔为3毫米的振动筛，筛上产品与新给料一起进行再次辊压，筛下产品颗粒直径小于3毫米的即为辊压产品； [0062] S3：辊压产品经湿式磁选机分选，磁性产品主要为磁铁矿，非磁性产品主要为钛铁矿，磁场强度为0.25T； [0063] S4：将上步湿式磁选后非磁性产品调浆获得矿浆，矿浆浓度为28％，送入浮选槽，添加以矿浆总量计200g/t的六偏磷酸钠进行混合物料搅拌调浆，搅拌5分钟，再加入以矿浆总量计210g/t的次氯酸钙，搅拌1小时完成钛铁矿氧化活化； [0064] S5：加入以已氧化活化的矿浆总量计200g/t的水玻璃作为抑制剂，加入由为油酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基二硫代磷酸铵、丙二醇按质量比3:3:2:1混合得到的钛精矿复合捕收剂M搅拌5min，钛精矿复合捕收剂M添加量为以已氧化活化的矿浆总量计700g/t；加入以已氧化活化的矿浆总量计50g/t的2号浮选油，搅拌2min，充气进行浮选，时间为4min，进行粗选；粗选产物再加入以粗选产物总量计300g/t的水玻璃及以粗选产物总量计580g/t的钛精矿复合捕收剂M进行精选，收集精选产物。 [0065] 本实施例得到的钛铁矿精矿TiO2品位48.25％，达到质量标准，钛回收率70.48％，磁铁矿回收率85.63％，实现了钛铁矿和磁铁矿的有效分离与回收。 [0066] 实施例4 [0067] 某低品位钛铁矿样来自巴西某矿场，含TFe 19.23wt％、含TiO27.42wt％。 [0068] 具体按以下步骤实现： [0069] S1：将原矿碎至小于10毫米后，以400kg/h的速度给入粉矿干选机进行干式强磁粗选，磁选磁场强度为1.0T，皮带速度为1.6米/秒； [0070] S2：抛弃干选尾矿，干选精矿进入高压辊磨作业，高压辊磨作业采用闭路筛分流程，高压辊磨机排矿经人工打散后给入筛孔为3毫米的振动筛，筛上产品与新给料一起进行再次辊压，筛下产品颗粒直径小于3毫米的即为辊压产品； [0071] S3：辊压产品经湿式磁选机分选，磁性产品主要为磁铁矿，非磁性产品主要为钛铁矿，磁场强度为0.2T； [0072] S4：将上步湿式磁选后非磁性产品调浆获得矿浆，矿浆浓度为28％，送入浮选槽，添加以矿浆总量计200g/t的六偏磷酸钠进行混合物料搅拌调浆，搅拌5分钟，再加入以矿浆总量计270g/t的次氯酸钙，搅拌1小时完成钛铁矿氧化活化； [0073] S5：加入以已氧化活化的矿浆总量计200g/t的水玻璃作为抑制剂，加入由为油酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基二硫代磷酸铵、丙二醇按质量比3:3:2:1混合得到的钛精矿复合捕收剂M搅拌5min，钛精矿复合捕收剂M添加量为以已氧化活化的矿浆总量计750g/t；加入以已氧化活化的矿浆总量计50g/t的2号浮选油，搅拌2min，充气进行浮选，时间为4min，进行粗选；粗选产物再加入以粗选产物总量计300g/t的水玻璃及以粗选产物总量计650g/t的钛精矿复合捕收剂M进行精选，收集精选产物。 [0074] 本实施例得到的钛铁矿精矿TiO2品位49.52％，达到质量标准，钛回收率70.48％，磁铁矿回收率87.32％，实现了钛铁矿和磁铁矿的有效分离与回收。 [0075] 对比例1 [0076] 某低品位钛铁矿样来自攀枝花某公司，含TFe 17.24％、含TiO2 6.35％。 [0077] 具体按以下步骤实现： [0078] S1：将原矿碎至小于10毫米后，以400kg/h的速度给入粉矿干选机进行干式强磁粗选，磁选磁场强度为1.1T，皮带速度为1.5米/秒； [0079] S2：抛弃干选尾矿，干选精矿进入高压辊磨作业，高压辊磨作业采用闭路筛分流程，高压辊磨机排矿经人工打散后给入筛孔为3毫米的振动筛，筛上产品与新给料一起进行再次辊压，筛下产品颗粒直径小于3毫米的即为辊压产品； [0080] S3：辊压产品经湿式磁选机分选，磁性产品主要为磁铁矿，非磁性产品主要为钛铁矿，磁场强度为0.22T； [0081] S4：将上步湿式磁选后非磁性产品调浆获得矿浆，矿浆浓度为25％，送入浮选槽，添加以矿浆总量计150g/t的草酸进行混合物料搅拌调浆，搅拌5分钟，再加入以矿浆总量计300g/t的生石灰，搅拌1小时完成钛铁矿氧化活化； [0082] S5：加入以已氧化活化的矿浆总量计200g/t的水玻璃作为抑制剂，加入由为油酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基二硫代磷酸铵、丙二醇按质量比3:3:2:1混合得到的钛精矿复合捕收剂M搅拌5min，钛精矿复合捕收剂M添加量为以已氧化活化的矿浆总量计700g/t；加入以已氧化活化的矿浆总量计50g/t的2号浮选油，搅拌2min，充气进行浮选，时间为4min，进行粗选；粗选产物再加入以粗选产物总量计300g/t的水玻璃及以粗选产物总量计600g/t的钛精矿复合捕收剂M进行精选，收集精选产物。 [0083] 本对比例得到的钛铁矿精矿TiO2品位43.39％，钛回收率62.59％，磁铁矿回收率81.51％。 [0084] 可以看到对比例1中使用草酸和生石灰氧化活化钛铁矿矿浆得到的钛铁精矿TiO2的品位、钛回收率以及磁铁矿回收率均和本申请其他实施例存在较大的差距。 [0085] 对比例2 [0086] 某低品位钛铁矿样来自攀枝花某公司，含TFe 17.24wt％、含TiO26.35wt％。 [0087] 具体按以下步骤实现： [0088] S1：将原矿碎至小于10毫米后，以400kg/h的速度给入粉矿干选机进行干式强磁粗选，磁选磁场强度为1.1T，皮带速度为1.5米/秒； [0089] S2：抛弃干选尾矿，干选精矿进入高压辊磨作业，高压辊磨作业采用闭路筛分流程，高压辊磨机排矿经人工打散后给入筛孔为3毫米的振动筛，筛上产品与新给料一起进行再次辊压，筛下产品颗粒直径小于3毫米的即为辊压产品； [0090] S3：辊压产品经湿式磁选机分选，磁性产品主要为磁铁矿，非磁性产品主要为钛铁矿，磁场强度为0.22T； [0091] S4：将上步湿式磁选后非磁性产品调浆获得矿浆，矿浆浓度为25％，送入浮选槽，添加以矿浆总量计120g/t的六偏磷酸钠进行混合物料搅拌调浆，搅拌5分钟，再加入以矿浆总量计230g/t的次氯酸钙，搅拌1小时完成钛铁矿氧化活化； [0092] S5：加入以已氧化活化的矿浆总量计200g/t的水玻璃作为抑制剂，加入由十六烷基三甲基溴化铵、N,N二甲基十二胺和烷基胍硫酸盐按照质量比为2:2:1混合得到的钛铁矿捕收剂M搅拌5min，钛铁矿捕收剂M添加量为以已氧化活化的矿浆总量计700g/t；加入以已氧化活化的矿浆总量计50g/t的2号浮选油，搅拌2min，充气进行浮选，时间为4min，进行粗选；粗选产物再加入以粗选产物总量计300g/t的水玻璃及以粗选产物总量计600g/t的钛铁矿捕收剂M进行精选，收集精选产物。 [0093] 本对比例得到的钛铁矿精矿TiO2品位46.85％，钛回收率63.73％，磁铁矿回收率81.37％。 [0094] 可以看到对比例2中的钛铁矿捕收剂是由十六烷基三甲基溴化铵、N,N二甲基十二胺和烷基胍硫酸盐按质量比混合得到，通过该钛铁矿捕收剂得到的钛铁矿精矿的TiO2品位、钛回收率、磁铁矿回收率均不如本申请的其他实施例。 [0095] 以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。 |
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