莫桑比克某海滨砂矿中金红石选矿综合利用研究

２０１３年增刊　有色金属（选矿部分）　・１６９・　ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１６７１－９４９２．２０１３．ｚ１．０４２　莫桑比克某海滨砂矿中金红石选矿综合利用研究　张建文，梁　汉，张　华，刘　洋，马崇振，钟文利　（长沙矿冶研究院有限责任公司，长沙４１００１２）　摘　要：对莫桑比克某海滨砂矿进行工艺矿物学及金红石选矿综合利用研究。经过磁电选矿试验，分别获得金红石精　矿ＩＴｉＯ　品位９５．１７％，回收率为２．１２％；金红石精矿ⅡＴｉＯ　品位９０．１１％，回收率为１．４５％的选矿指标。金红石精矿ＴｉＯ２综　合回收率为３．５７％。该研究为同类型海滨砂矿中金红石选矿综合利用提供了技术参考。　关键词：海滨砂矿；金红石；工艺矿物学；选矿；磁选；电选　中图分类号：ＴＤ９８２　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７１—９４９２（２０１３）ＳＯ～０１６９—０４　钛是一种理想的结构材料，在地壳中，钛的储　莫桑比克某海滨砂矿矿床资源储量较大，原矿　量仅次于铁、铝、镁，居第四位。由于钛具有熔点　含钛品位高，粒度均匀，单体解离度高，但金红石　高、密度小、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数　含量较低，金红石中ＴｉＯ：含量只有１．９５％。本文以　低等优良性能，被广泛应用于航空、航天、舰船等　莫桑比克某海滨砂矿富含金红石的电选导体为研究　高科技领域。随着不断向化工、石油、电力、建　对象，采用磁选～电选联合流程对金红石进行选矿　筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们　综合利用研究。　重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提　高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。目前，　１原矿工艺矿物学研究　已知的含钛矿物有８０多种，其中最有工业意义的　原矿化学多元素成分分析见表１，原矿钛化学　是金红石和钛铁矿０－２］。　物相分析结果见表２。由表１和表２可知，原矿中　金红石　－５］是含钛的主要矿物之一，四方晶　主要成分为ＴｉＯ　、ＦｅＯ、Ｆｅ　Ｏ　、ＺｒＯ２和ＳｉＯ　等。原　系，集合体呈粒状或致密块状，暗红、褐红、黄色　矿含ＴｉＯ　３５．８０％。钛矿物主要以钛铁形式存在，　或橘黄色，富铁者呈黑色，条痕黄色至浅褐色。金　含ＴｉＯ　３２．４０％，分布率为９０．５０％；其次以金红石　红石ＴｉＯ：理论含钛量６０％，有时会含Ｆｅ、Ｎｂ、　形式存在，含ＴｉＯ　１．９５％，分布率为５．４５％；其余　Ｔａ、ｃｒ、ｓｎ等杂质。金红石是冶炼金属钛、制造　分布在硅酸盐中。金红石可作为综合回收的对象，　钛白粉以及电焊条焊药的主要原料。我国钛资源非　具有良好的可分离性。　常丰富，但９８％是钛铁矿型资源，金红石资源含钛　原矿为黑色掺杂部分不同浅色颗粒的砂样，粒　量仅占钛资源总量的２％，因此在我国天然金红石　度较均匀，一般为０．０４～０．２０　ｍｍ，少量粗粒者粒　资源非常宝贵。我国天然金红石资源绝大部分为低　度可达Ｏ．３０　ｍｍ以上。经镜下鉴定，ｘ射线衍射分　品位的原生矿石，其储量占全国金红石资源总量的　析和扫描电镜分析综合研究表明，原矿主要矿物为　８６％，而金红石砂矿仅占１４％。　钛铁矿，其次是锆石和赤铁矿，其他矿物含量虽少　原生金红石资源品位低、粒度细小、矿石成分　但种类较多，包括独居石、磁铁矿、假象赤铁矿、　复杂，因而多采用重选、磁选、浮选及电选的联合　石英、石榴石、角闪石、电气石、硅线石、云母　工艺流程，甚至有时还需辅以酸洗或焙烧。金红石　等。原矿主要矿物组分及含量见表３。　砂矿资源大多为海滨砂矿。海滨砂矿多采用重选、　电选和磁选工艺，有时也采用浮选工艺。国外的金　２选矿试验研究　红石选矿工艺研究多集中在连续电选、高梯度磁　２．１金红石性质及选矿方案的选择　选、磁流体选矿等方面　］。　原矿中金红石ＴｉＯ　平均含量为９８．１５％，普遍　收稿日期：２０１３—１０—２２　作者简介：张建文（１９８２一），男，内蒙古呼和浩特人，工程师，主要从事选矿工艺与设备的研究工作。　２０１３年增刊　张建文等：莫桑比克某海滨砂矿中金红石选矿综合利用研究　表５　鼓筒电选试验结果　・１７１・　／％　转速２１　ｄｒａｉｎ，试验过程中调节分矿板在最适宜的　位置，强磁选试验流程见图１，试验结果见表４。　金红石给矿　永磁　强磁选　磁性物　非磁性（金红石）　图１强磁选试验流程　表４　捕强磁选试验结果　由表４司知：　１）经过强磁选试验，可除去产率０．２２％，含　ＴｉＯ　、ＺｒＯ２分别为２５．２７％和２．７９％的磁性矿物，该　磁性矿物主要为钛铁矿，其次为微量的弱磁性独居　石、假象赤铁矿、石榴石等矿物。　２）强磁选获得非磁性金红石粗精矿产率为　１．６８％，ＴｉＯ２品位由７０．８２％提高到７６．７１％，ＴｉＯ２　回收率为３．６３％，金红石中含ＺｒＯ　６．３８％。金红石　粗精矿品位只提高到７６．７１％，还含有较多的锆英　石矿物，由于锆英石与金红石都为非磁性矿物，但　是二者存在电性差异，金红石为半导体矿物，锆英　石为非导体矿物，通过后续的电选作业，除去锆矿　物杂质，进一步提高金红石精矿品位。强磁选后的　金红石粗精矿进入后续鼓筒电选作业。　２．３鼓筒电选试验　鼓筒电选试验采用长沙矿冶研究院独立开发的　具有自主知识产权的ＹＤ３１４０—１　１型高压鼓筒电选　机，分选电压０～６０　ｋＶ范围内可调，圆筒转速３０～　３００　ｄｍｉｎ可调。影响鼓筒电选的因素主要有分选　电压、圆筒转速、分矿板位置、物料加温温度等，　鼓筒电选试验中根据金红石矿石特点进行影响因素　优化，鼓筒电选试验流程见图２，试验结果见表５。　金红石粗精矿　鼓筒　电选　导体　非导体　图２鼓筒电选试验流程　由表５可知：　１）鼓筒电选试验获得非导体产率为０．１６％，　含ＴｉＯ　、ＺｒＯ２分别为７．６３％和２５．８２％，分布率分别　为０．０３％和０．５７％。非导体中主要矿物为锆英石，　夹杂少量金红石矿物，非导体在海滨砂矿闭路试验　时返回到指定选锆的鼓筒电选作业。　２）获得金红石导体产率１．５２％，ＴｉＯ　品位由　给矿７６．６３％提高到８３．６５％，回收率为３．６０％，通　过鼓筒电选金红石还未达到合格产品的要求，一是　金红石导体ＴｉＯ　品位未达到９０％以上，二是含　ＺｒＯ　高达４．４１％，锆英石在金红石中含量偏高。鼓筒　电选的金红石导体进入弧板电选作业进一步精选。　２．４弧板、筛板电选试验　将鼓筒电选的金红石粗精矿先后进入弧板电选　和筛板电选作业，以进一步提高金红石精矿品位，　降低ＺｒＯ：含量。本试验选用的矿用ＣＲＩＭＭ一３０一　ＨＢＩ３弧板电选机和ＣＲＩＭＭ一３０一ＳＢ１３筛板电选机　为长沙矿冶研究院ＣＲＩＭＭ专利产品，专门用于海　滨砂矿中锆英石与钛铁矿、金红石、蓝晶石等的分离。　弧板筛板电选试验流程见图３，试验结果见表６。　会红石粗精矿　体　金红石Ｉ　金红石Ⅱ　图３弧板筛板电选试验流程　表６　弧板筛板电选试验结果　／％　由表６试验结果可知，弧板电选抛除产率为　０．１７％，含ＴｉＯ２、ＺｒＯ２分别为６．３５％和３２．０１％，回　・１７２・　有色金属（选矿部分）　２０１３年增刊　收率分别为０．０３％和０．７５％的非导体。经过筛板电　３）莫桑比克某海滨砂矿原矿含钛品位高，粒　选，分别获得金红石精矿Ｉ产率０．７８％，含ＴｉＯ　度均匀，单体解离度高，但金红石含量低，通过磁　９５．１７％，回收率为２．１２％，精矿Ｉ中含ＺｒＯ　０．４８％，　选一电选联合流程，最终获得了较好的金红石精矿　金红石精矿Ｉ达到一级品要求；金红石精矿Ⅱ产率　试验指标，达到了选矿综合回收金红石的试验目　０．５７％，含ＴｉＯ　９０．１１％，回收率为１．４５％，精矿Ⅱ　的。该研究为同类型海滨砂矿中金红石的选矿综合　中含ＺｒＯ　１．７８％，金红石精矿Ⅱ达到三级品要求。　利用提供了技术参考。　金红石精矿ＴｉＯ　综合回收率为３．５７％。　３结论　参考文献　［１］董天颂．钛选矿［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００９．　１）原矿主要矿物为钛铁矿，其次是锆石和赤　［２］肖军辉，张宗华，张昱，等．风化细粒钛铁矿及伴生金红　铁矿，其他矿物含量虽少但种类较多，包括独居　石的选矿试验研究［Ｊ］．有色金属（选矿部分），２００７　石、磁铁矿、假象赤铁矿、石英、石榴石等。钛矿　（１）：１２—１４．　物主要以钛铁矿形式存在，分布率达９０％以上，其　［３］王占岐．海滨砂矿中金红石综合利用研究［Ｊ］．地球科　次以金红石形式存在，金红石中ＴｉＯ：含量１．９５％，　学一中国地质大学学报，１９９８，２３（６）：６２４—６２７．　分布率为５．４５％，其余分布在硅酸盐中。　［４］张云，管永诗，田玉珍．我国金红石矿资源开发利用现　２）采用磁选一电选联合流程，对金红石进行　状［Ｊ］．矿产保护与利用，２０００（５）：２７—３０．　综合回收，分别获得金红石精矿Ｉ产率０．７８％，含　［５］吴贤，张健，康新婷，等．我国金红石矿资源分布、开发　ＴｉＯ　９５．１７％，回收率为２．１２％，精矿Ｉ中含ＺｒＯ　及技术现状［ｃ］／／第五届全国稀有金属学术会议专辑．稀　０．４８％，金红石精矿Ｉ达到金红石精矿一级品要求；　有金属，２００７（ｔ￣刊）：１４６—１５０．　金红石精矿Ⅱ产率０．５７％，含ＴｉＯ　９０．１１％，回收　［６］赵军伟，王虎，岳铁兵．原生金红石选矿研究现状［Ｊ］．　率为１．４５％，精矿Ⅱ中含ＺｒＯ　１．７８％，金红石精矿　矿产综合利用，２００７（１）：４４—４９．　Ⅱ达到三级品要求。金红石精矿ＴｉＯ：综合回收率　［７］王雅静，张宗华，高利坤．某难选金红石矿选矿试验研究　为３．５７％。　［Ｊ］．矿产综合利用，２００８（１）：７－９．　！　！岔！岔！／；＼！岔！　！岔！岔！岔！岔！　！令！　！舍！　！　！岔！厂．、！岔！／；＼！岔！岔！仓！岔！厂．、！命！仓！仓！仓！仓！／；＼！　！仓！　（上接第１６８页）　度，其抗矿泥干扰能力强。ＤＱ既保留了常规羟肟　制备方法和用途：中华人民共和国，ＣＮ　１０１８１６９８０Ａ［Ｐ１．　酸对稀土矿物螯合作用的选择性，又强化了疏水基　２０１０—０４—３０：１－３．　团疏水性，这就是ＤＱ能在高泥铁复杂稀土矿成功　［７］张泾生，阙煊兰．矿用药剂［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，　应用的本质原因。　２００８：６２５．　［８］朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理［Ｍ］．长沙：中南　工业大学出版社，１９９６：２３１，　参考文献　［９］王淀佐．浮选剂作用原理及应用［Ｍ］．北京：冶金工业出　［１］韩明，郭明强，田兆墨．稀土元素在国民经济发展中的　版社，１９８２：２１３，３２９，３４１．　应用［Ｊ］．中国矿业，２０１　１（增刊１）：４６—５０．　［１０］吴永云．淀粉在选矿工艺中的应用［Ｊ］．国外金属矿选　［２］广州有色金属研究院．某稀土矿选矿试验报告［Ｒ］．广　矿，１９９９（１１）：２９—３０．　州：广州有色金属研究院，２００２：４－１０．　［１１］Ｖｉｃｋｅｒｍａｎ　Ｊ　Ｃ，Ｇｉｌｍｏｒｅ　Ｉ　Ｓ．Ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｈｅ　［３］胡为柏．浮选［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９８９：２３８．　ｐｒｉｎｃｉｐａｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｍ］．Ｂｒｉｔｉｓｈ：Ａ　Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　［４］《中国选矿设备手册》编委会．中国选矿设备手册［Ｍ］．　Ｓｏｎｓ，Ｌｔｄ．，Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，２００９：１５．　北京：科学技术出版社，２００６：５．　［１２］Ｗａｇｎｅｒ　Ｃ　Ｄ，Ｒｉｇｇｓ　Ｗ　Ｍ，Ｄａｖｉｓ　Ｌ　Ｅ，ｅｔ　ａ１．Ｈａｎｄ　［５］朱建光．浮选药剂［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９９３：　ｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｘ—ｒａｙ　ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ｌ　Ｍ　Ｊ．Ｅｄｅｎ　８７，１１７，１２５，１５１．　Ｐｒａｉｉｒｅ　Ｍ　ｉｎｎｅｓｏｔａ：Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，１９７９：　［６］何晓娟，郑少冰，罗传胜，等．一种脂肪羟肟酸捕收剂的　３７—４５，１３２－１３５．