2011, Vol. 2引用本文 |
| 从尾矿中回收金红石的试验研究 |  [PDF全文] |
目前，国内针对细粒金红石选别的一般方法是重选(摇床、螺旋选矿等)抛尾-重选精矿选别工艺.有些矿石还在重选抛尾前磁选[1-2]；有些对粗精矿进行酸洗；有些在浮选后进行电选[3]等.大部分选别流程比较长，尤其是重选流程较长，目的是尽量减少金红石在尾矿中的损失[4]，而实际上-10μm粒级在重选中是难以回收的[5].
某矿山尾矿中金红石主要集中在-0.074mm的微细颗粒中, 嵌布粒度微细，有的成包裹体，摇床、螺旋等选别方法的效果不明显.本文介绍采用SLon离心选矿机富集代替其他重选方法预富集，浮选分离得到的金红石粗精矿品质相对较好，为进一步提高TiO2品位得到合格精矿，提供了条件.
1 试样性质 1.1 试样组成试样中主要的金属矿物为金红石、锐钛矿，其他的金属矿含量相对较少，脉石矿物含量高，主要为石英、黑云母、绿泥石和角闪石等；还有少量长石、萤石、菱铁矿和方解石等.
试样的多元素分析见表 1.
| 表 1 试样多元素分析结果/% |
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试样多元素分析结果表明，试样中主要有回收价值的金属化合物为TiO2, 干扰杂质主要是硫和SiO2，钛物相分析结果见表 2.
| 表 2 试样钛物相分析结果/% |
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物相分析表明，试样中的金红石相占钛矿物总量的70.42%，有微量的锐钛矿，偶见板钛矿，可见金红石是最有回收价值的钛矿物.
试样中金红石嵌布粒度较细，0.01~0.2mm不等，属细粒、微细粒不均匀嵌布，粒度区间较大，0.01~0.074mm较多，多数金红石以单体、集合体形式沿矿石的片理方向呈断续的条纹、条痕、微细条带排列(参见图 1)，有的与绿帘石混生呈团块(参见图 2)，有的则被角闪石、黑云母、石英包裹[6].
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| 图 1 照片A |
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| 图 2 照片B |
1.2 试样粒度分析
试样粒度分析结果见表 3.
| 表 3 试样粒度分析结果/% |
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从表 3可以看出试样中TiO2分布率与筛上正累积产率呈同步增长趋势，说明试样中TiO2是均匀分散于各粒级中的[7].
2 选矿工艺研究 2.1 选矿流程的确定试样中除了金红石以及其它微量的金属矿外，均为密度较低的脉石矿物，所以重选是比较有效的富集方法，试验最初进行了摇床与离心选矿机的分离效果对比试验:摇床床面上的矿粒均没有明显的分带，离心机则有相对较明显的富集效果.所以选择离心选矿机预选抛尾，重矿物产品再浮选富集获得金红石粗精矿[8].
2.2 离心选矿试验离心机选矿是根据不同密度和粒度的矿粒在离心力、重力、摩擦力等合力作用下沿径向的沉降速度不同，使有用矿物沉降在离心机腔壁上，进而间歇式排出有用矿物，达到有用矿物与脉石矿物的分离.
不同粒度的矿石，离心分离的最佳工艺条件不同，所以采用分粒级离心选矿，通过验证比较，矿样经筛分后，+0.074 mm粒级和-0.074mm粒级分别选择一个经验工艺参数作为原始固定条件，每当选择一个最优条件后则以最优条件取而代之作为下一次试验的固定条件.
（1）冲洗水流速.适当的冲洗水可以提高分选的富集比，使附着在离心机鼓壁上的精矿层产生二次松散分层，强化离心机的流膜分选作用，从而提高了金红石的分选技术指标.本次条件试验确定的适宜流速：+0.074mm粒级为43.48 mL/s，试验结果如图 3；-0.074mm粒级为40 mL/s，试验结果如图 4.
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| 图 3 冲洗水流速试验结果（+0.074mm） |
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| 图 4 冲洗水流速试验结果（-0.074mm） |
（2）转鼓转速.转鼓转速直接影响矿粒受到离心力的大小.其大小一般由矿石性质确定，转鼓转速大体与转鼓的直径和长度乘积的平方根成反比，适当的增大转鼓转速可以使精矿的产率和回收率增加.本次条件试验确定的适宜转鼓转速：+0.074mm粒级为300 r/min，试验结果如图 5；-0.074mm粒级为600 r/min，试验结果如图 6.
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| 图 5 转鼓转速试验结果（+0.074mm） |
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| 图 6 转鼓转速试验结果（-0.074mm） |
（3）给矿速度.适当的给矿速度，有利于重颗粒的沉降，试验得到的精矿重量、品位、回收率等各种指标也能更好.本次条件试验确定的适宜给矿速度：+0.074mm粒级为333.33 mL/s，试验结果如图 7；-0.074mm粒级为125 mL/s，试验结果如图 8.
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| 图 7 给矿速度试验结果（+0.074mm） |
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| 图 8 给矿速度试验结果（-0.074mm） |
（4）给矿浓度.对不同的矿石，给矿浓度和体积与矿石的性质和作业条件有关.本次条件试验确定的适宜给矿浓度：+0.074mm粒级为7%，试验结果如图 9；-0.074mm粒级为6%，试验结果如图 10.
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| 图 9 给矿浓度试验结果（+0.074mm） |
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| 图 10 给矿浓度试验结果（-0.074mm） |
以条件试验的结果为基础，按照图 11流程进行离心选矿的闭路试验，试验结果见表 4.
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| 图 11 离心选矿试验流程图 |
| 表 4 离心选矿试验结果/% |
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由表 4结果可知，试样经过闭路离心作业，TiO2富集比达到了18.87，效果相对较理想.
2.3 浮选试验根据矿石性质，采用图 12的流程和药剂条件作为条件试验的原始固定条件，每当选择一个最优条件后则以最优条件取而代之作为下一次试验的固定条件：选用Na2CO3作为pH调整剂；并从水玻璃、Na2SiF6、Na6P6O18等抑制剂中选用Na2SiF6作为抑制剂；从苯乙烯膦酸、油酸、苄基胂酸等3种捕收剂中选用油酸作为捕收剂[9-13].
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| 图 12 闭路浮选试验流程 |
通过条件试验和开路试验后按图 12的试验流程进行小型闭路试验，试验结果见表 5.
| 表 5 浮选闭路试验结果/% |
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由表 5结果可知，离心粗精矿经一粗三精一扫浮选富集得到金红石粗精矿含TiO2 49.56%，为进一步提高TiO2品位，得到合格精矿提供了条件.
3 结论（1）试样中有回收价值的钛矿物主要是金红石，粒度分析表明TiO2在各粒级中分布均匀，由于金红石呈细粒嵌布，选别难度较大.
（2）采用“离心-浮选”流程能较好的适应试样的特点，试样经离心选矿直接抛尾，离心粗精矿TiO2的富集比达18.87，离心粗精矿经一粗三精一扫浮选富集获得的金红石粗精矿含TiO2 49.56%，其中TiO2对试样（原矿）的作业回收率为32.71%.镜下观察粗精矿，还存在许多连生体，所以精选前要进行磨矿处理[14]，使金红石进一步单体解离，精选可以采用浮选的方法[15].
（3）离心选矿机由于引入了离心力，加快了矿物的分选过程，回收矿物的粒度下限可到10μm，且处理能力比较高.试验表明用离心机富集该类金红石矿的效果相对较好，值得类似矿山借鉴.
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