某低品位釩鈦磁鐵礦鈦資源回收利用技術研究及應用

布存波 楊小龍 薛忠言

（重鋼西昌礦業有限公司）

重鋼西昌礦業有限公司低品位釩鈦磁鐵礦綜合利用項目（一期）2014 年建成投產，主要處理全鐵品位13%～20%的表外礦、極貧礦，年處理量200 萬t，生產的弱磁粗精礦供選礦車間回收利用，粗粒磁選尾礦由于全鐵品位比較低，現場通過制砂工藝生產副產品建筑砂。該項目主要回收了釩鈦磁鐵礦，但尾礦中的鈦資源未被有效回收利用［1］。粗粒磁選尾礦中的二氧化鈦品位達5%，具有很高的回收利用價值，為此，針對該礦品位及粒度組成情況，進行了低品位鈦鐵礦回收利用試驗研究，旨在提高低品位釩鈦磁鐵礦資源的綜合利用率，促進礦山綠色發展。

1 原礦性質

試驗原料取自重鋼西昌礦業有限公司低品位釩鈦磁鐵礦綜合利用項目（一期）的濕式粗粒磁選尾礦，原料粒度組成及品位分布結果見表1。

由表1 可知，原料全鐵品位8.00%，TiO2品位5.32%，鐵資源沒有回收價值，鈦資源有一定的回收價值；原料+1 mm 粒級占比30.12%，+1 mm 粒級TiO2品位相對較低；-1 mm 粒級TiO2分布率為80.16%，-1 mm粒級TiO2品位均大于5.32%。

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2 試驗結果與討論

2.1 試驗工藝流程

參考重鋼西昌礦業有限公司選礦車間全粒級鈦鐵礦磁選、浮選工藝流程及工藝參數［2］，工藝流程采用濕式粗粒磁選尾礦分級—一段強磁選—磨礦弱磁除鐵—二段強磁選—浮硫—浮鈦（1 粗4 精），試驗流程見圖1。

2.2 原料分級

根據原料粒度組成及TiO2品位分布特點，原料-1 mm粒級是鈦資源回收的主要物料，考慮到實際生產中篩分效率達不到100%，原料用1.6 mm 篩分級，篩下物料進行一段強磁選。

2.3 一段強磁選磁場強度試驗

高梯度強磁選可以有效提高鈦鐵礦品位，拋除大量脈石［3］。一段強磁選設備采用濕式脈動立環高梯度磁選機，對分級篩下物料進行一段強磁選磁場強度試驗，試驗結果見表2。

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由表2 可知，隨著磁場強度的增加，精礦產率、TiO2回收率升高，精礦TiO2品位降低；當磁場強度由411.48 kA/m 增加到814.19 kA/m 時，精礦TiO2回收率由70.19%提高到83.66%，尾礦TiO2品位變化很??；為了保證后續TiO2回收率，一段強磁磁場強度選擇814.19 kA/m，此時，可獲得TiO2品位9.38%、TiO2回收率83.66%的一段強磁精礦，強磁尾礦TiO2品位控制在2.00%。

2.4 磨礦弱磁除鐵試驗

由于原料含有部分鈦磁鐵礦且粒度粗，鈦磁鐵礦會對鈦鐵礦浮選產生影響［4］，為有效回收原料中的鈦資源，參考重鋼西昌礦業有限公司選礦車間鈦鐵礦浮選工藝參數［2］，在磨礦細度-0.074 mm60%、除鐵磁場強度95.54 kA/m的條件下，對一段強磁精礦篩分后的產品進行磨礦弱磁除鐵試驗，試驗結果見表3。

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由表3可知，一段強磁精礦通過磨礦弱磁除鐵可得到TiO2品位9.21%、TiO2回收率93.81%的磨礦除鐵精礦。

2.5 二段強磁選磁場強度試驗

一段強磁精礦經弱磁選除鐵后獲得的精礦TiO2品位為9.21%，還需進行強磁富集，對弱磁除鐵尾礦進行二段強磁選磁場強度試驗。試驗結果見表4。

由表4 可知，隨著磁場強度的升高，二段強磁精礦TiO2品位降低，TiO2回收率增加；為兼顧品位及回收率，二段強磁磁場強度選擇697.77 kA/m，此時，二段強磁精礦TiO2品位20.02%，TiO2回收率79.80%。

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2.6 浮選試驗

參考重鋼西昌礦業有限公司選礦車間鈦鐵礦浮選工藝流程及參數［2］采用1 次浮硫、1 粗4 精浮鈦流程，黃藥為浮硫捕收劑，2#油為浮硫起泡劑，硫酸為浮硫、浮鈦調整劑［5］，R-2 為浮鈦捕收劑，柴油為浮鈦輔助捕收劑，進行浮選開路試驗。試驗藥劑制度見表5，試驗結果見表6。

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由表6 可知，二段強磁精礦經1 次浮硫、1 粗4 精浮鈦開路試驗流程，獲得了TiO2品位47.26%、TiO2回收率35.59%的鈦精礦，選別指標較好。

2.7 全流程試驗

在條件試驗的基礎上，對原料進行分級—一段強磁選—磨礦弱磁除鐵—二段強磁選—浮硫—浮鈦（1 粗4 精）全流程試驗，試驗流程見圖1，試驗結果見表7。

由表7 可知，原礦全流程試驗可獲得TiO2品位47.26%、TiO2回收率19.34%的鈦精礦；試驗取得了較好的選別指標，可進行工業推廣運用，實現低品位釩鈦磁鐵礦中鈦資源的高效回收。

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3 工業應用

為有效提高釩鈦磁鐵礦資源的綜合利用效率，重鋼西昌礦業有限公司根據上述研究結果，并結合現場實際生產情況，在低品位釩鈦磁鐵礦綜合利用項目（一期）濕式粗粒磁選尾礦后增設2 mm直線篩分級，篩下物料通過強磁選工藝回收一段強磁精礦，一段強磁精礦輸送至選礦車間現有選鈦系統通過磨礦弱磁除鐵、強磁選、浮選工序回收鈦精礦，2021年5月調試整改完成正式投入生產，工業應用結果見表8。

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由表8 可知，2021 年6 月至2022 年5 月，一段強磁精礦回收量290 550 t，TiO2平均品位11.31%，高于選礦車間選鈦入選原料質量要求，鈦精礦利潤按1 083 元/t 計算，低品位釩鈦磁鐵礦鈦資源回收利用每年可增加利潤3 146 萬元。

4 結 語

（1）某低品位釩鈦磁鐵礦濕式磁選后的粗粒磁選尾礦中全鐵品位8.00%、TiO2品位5.32%，鐵資源沒有回收價值。TiO2主要分布在1 mm 粒級以下，-1 mm 粒級TiO2品位均大于5.32%，TiO2分布率為80.16%，鈦資源有一定的回收價值。

（2）原礦通過分級—一段強磁選—磨礦弱磁除鐵—二段強磁選—浮選工藝，可得到TiO2品位47.26%、TiO2回收率19.34%的鈦精礦，試驗取得了較好的選別指標，實現了低品位釩鈦磁鐵礦中鈦資源的綜合利用，提升了資源保障能力。

（3）通過工業實踐應用可知，重鋼西昌礦業有限公司2021 年6 月至2022 年5 月一段強磁精礦鈦精礦回收量為290 550 t，TiO2平均品位為11.31%，高于選礦車間選鈦入選原料質量要求，每年可增加利潤3 146 萬元，經濟效益和社會效益顯著。