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| 低品位钒钛磁铁矿石综合回收钒、钴、硫、磷选矿工艺研究 | |
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摘要：对某地低品位钒钛磁铁矿石(含V205为0．22％、仉为25．8％、TiO2为5．35％)采用优先浮选．磁选．重选联合工艺，在回收主元素Fe、Ti的同时，还综合回收了V、Co、S、P伴生组分，分别获得含V2()5为0．76％、Fe为66．75％、S为0．019％、P为0．008％的优质铁精矿；含Co为0．35％、S为33．28％的合格钴硫精矿；含n02为43．88％、S为0．096％、P为O．078％的合格钛精矿；含P，Q为31·24％的合格磷精矿；使矿石中对主产品铁、钛精矿有害成分s、P及有用成分v、Co最大限度地转化为有价可销售的副产品，增加主产品的附加值，提高了综合工艺技术指标及综合经济效益。
关键词：综合回收；优先浮选；最大限度；钒；钴：硫：磷
提高矿产资源的综合利用技术水平，为经济社会的可持续性发展提供良好的资源保证，是当前所面临的一个重要课题。目前我国金属矿产综合利用率仅为30％左右，如资源利用较好的企业攀枝花钢铁公司，对钒钛磁铁矿石只回收了Fe、v、Tj元素，而co、Ni、Cr、Ga等元素还没有回收利用。从国外综合回收来看，美国、日本的cu、Pb、zn、Ni多金属矿山矿产综合利用率为76％一90％，美国黄金产量40％、白银75％，加拿大黄金产量30％都是通过综合利用回收的。
近年来作者在金属矿山矿石选冶工艺中，对综合回收伴生有价组分进行了一些试验研究，取得了一定成绩。本文就某地低品位钒钛磁铁矿石中综合回收钒、钴、硫、磷的选矿工艺特点作了介绍。
1矿石矿物学分析
1．1矿物组成及嵌布特征
矿石中主要铁矿物为含钒磁铁矿，其中钒以类质同象状态存在，矿物量16％左右，含钛主要矿物为钛铁矿，含量10％左右。磁铁矿和钛铁矿主要呈自形晶与黄铁矿、辉石、角闪石晶体形成晶隙结构、包围结构及海绵陨铁结构。
磁铁矿嵌布粒度一般在0．3～0．6 mm，钛铁矿嵌布粒度在0．2～0．5 mill之间，并有部分微细粒(0．02。0．005 mm)呈星点浸染状或包含在辉石等脉石中。
矿石中含硫矿物主要为含C0黄铁矿，其次为少量磁黄铁矿，其中co亦呈类质同象赋存于黄铁矿中。含磷矿物为磷灰石，自形晶，长柱状与铁、钛矿物和辉石、角闪石、黄铁矿等呈平直连生。弱磁性脉石矿物辉石含量约40％，普遍受绿帘石化，绿泥石化，透闪一阳起石化交代，内含细粒．微细粒浸染状少量铁、钛矿物而具有弱磁性。角闪石含量约7％左右，内含少量微粒铁、钛矿物，亦具有弱磁性。
1．2原矿化学分析
原矿多元素分析结果见表1，原矿铁物相及钛物相分析结果见表2。2选矿工艺流程及试验结果讨论
国内外选矿试验研究及选矿生产实践表明，原生钒钛磁铁矿均系多金属共生矿石，需采用多种选矿方法组成联合流程进行选别。通常采用浮一磁一重、磁．重．浮、磁一浮．重一浮、浮．弱磁．强磁．重等工艺流程。
该矿石性质研究查明，矿石中伴生多种有价成分。原矿中V2O5为0．22％、Co为0．018％、S为0．89％、P为0．58％，均达到综合回收品位，故选矿工艺中应考虑采用联合工艺流程，在回收主元素Fe、Ti的同时，综合回收v、C0、S、P组分。矿石中v、Co呈类质同象状态分别赋存于磁铁矿和黄铁矿中，可通过富集磁铁矿和黄铁矿而达到同步富集相应载体矿物的目的。矿石中S、P元素均为主产品Fe、Ti的有害杂质，试验研究必须采用除s、P工艺，同时综合回收产出可销售的副产品钴硫精矿和磷精矿。作者认为，综合回收技术指标高低将直接影响除杂效果，也是本研究的技术关键。
2．1磁选．重选．浮选工艺对综合回收指标影响
磁选．重选．浮选工艺试验原则流程如图1所示。该工艺试验结果表明，弱磁选获取的钒铁精矿中 v2O5品位0．6％以上，Fe品位60％以上，P品位0．1％以下，而S品位在0．4％左右，未达合格钒铁矿产品中 s的允许含量。钒铁精矿中s含量高的原因是矿石中有0．22％的S为磁黄铁矿中的S，这部分磁黄铁矿通过磁选随磁铁矿同时进入钒铁精矿中，导致s品位偏高，重选获得钛精矿Ti02品位大于40％，S、P含量均小于0．3％，为合格产品，浮选获得钴硫精矿Co品位大于0．2％，S大于30％，磷精矿中P2O5品位大于30％，均为可销售产品。
由于该工艺中钒铁精矿中S较高(0．4％左右)，必须进一步除s才能获得合格钒铁精矿。
2．2浮选一弱磁强磁一浮选工艺对综合回收指标影响
该工艺特点是通过浮选除S，使含co黄铁矿及少量磁黄铁矿一同进入钴硫精矿中，降低浮尾磁选时钒铁精矿中s的含量，同时提高co、s的回收率。该工艺试验原则流程如图2所示。试验结果表明，钴硫精矿中co品位0．2％以上，回收率50％左右，s品位30％以上，回收率90％以上，这说明c0、S采用浮选回收是可行的。弱磁产出的钒铁精矿中S、P均小于0．1％，达到除s、P的目的。钒铁精矿Fe品位大于60％，V20，品位大于0．7％，符合优质钒铁精矿质量要求。弱磁选尾矿经强磁选3次选别，最终钛精矿Ti02品位25％左右，S、P品位均小于0．1％。钛精矿TiO2品位未达到40％，经过详查和分析，原因是矿石中钛矿物和共生脉石矿物角闪石、绿泥石、绿帘石均具有弱磁性，不能有效分离，也证明强磁选富集钛矿物不能得最终产品。
2．3优先浮选．弱磁一重选工艺对综合回收指标影响
在前二种选别工艺试验研究基础上，为进一步提高Fe、Ti主产品质量及综合回收技术指标，确定采用优先浮选一弱磁．重选工艺进行探讨和条件试验，该工艺技术思路为：在一段磨矿细度条件下，优先浮选，获得钴硫精矿，再浮选，获磷精矿，使C0、S、P最大限度富集在相应的精矿产品中，同时除杂效果也彻底，使浮尾经磁选富集的钒铁精矿、磁尾经重选富集的钛精矿中 S、P降至最低，提高Fe、Ti产品质量及销售价格。试验原则流程如图3所示：试验研究进行了探索试验、条件试验、浮选闭路试验、全流程综合条件试验，选用一段磨矿细度为一0．074 mln粒级占65％，经二粗一精一扫浮选作业，获得合格钴硫精矿；经二粗三精一扫浮选作业，获得合格磷精矿；浮选尾矿经一粗一精磁选作业，产出优质钒铁精矿；磁尾经重选(摇床)选别，获得合格钛精矿，Fe、Ti精矿中的S、P品位均降至0．1％以下。
表4试验结果说明，此工艺处理该矿石是适宜的，每种方法选别均可获得合格精矿产品，既达到对Fe、Ti产品除杂目的，同时也综合回收co、V、S、P有价组分，并获得良好的选矿技术指标。
3结 语
1)本研究经多方案工艺流程对比，确定一段磨矿细度为一0．074 nlln粒级占65％条件下，进行优先浮选．弱磁．重选工艺流程，以Fe、Ti为主综合回收v、co、s、 P有价成分，达到充分有效利用矿产资源，提高Fe、Ti产品附加值及矿山技术经济指标。
2)矿石中主元素Fe、Ti品位低，其中可回收富集的磁铁矿中Fe品位仅12．78％，30％的铁赋存在硅酸盐脉石及其它矿物中，难以回收。脉石中还有17．24％的TiO’也无法回收。
3)采用优先浮选工艺除S、P杂质效果明显、彻底，使Fe、Ti精矿中S、P含量降至0．1％以下，提高了主产品质量同时，使Co、S、P最大限度富集在相应的精矿中，S、P回收率达90％以上。
4)本研究推荐的优选浮选．弱磁．重选工艺流程畅通，选矿条件简单，投资少，生产成本低，易于工业化，有利于矿山开发。
10/1/2007 | |
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