我國原生鈦鐵礦主要分布在四川攀西地區和河北承德地區,可回收利用的鈦礦物主要為鈦鐵礦。原生鈦鐵礦資源的特點是儲量大且集中,適合規模開采,但脈石含量高,回收率低,可選性較差。鈦鐵礦因具有密度大、弱磁性和導電性等特點,其選礦方法有重選、磁選、浮選和電選法,以及聯合法。
那么鈦鐵礦的每種選礦方法需要用到哪些選礦裝備呢?這些選礦裝備還有哪些提升空間,未來的優化方向是什么呢?本文將展開介紹。
鈦鐵礦選礦裝備的應用
1.重選裝備
重選法適用于粗粒級浸染和細粒級集合浸染的鈦鐵礦石的選礦,工業應用設備有螺旋溜槽、刻槽螺旋、搖床等,新型重選設備主要是旋轉螺旋溜槽。
重選選鈦通常情況下可采用螺旋溜槽+搖床的工藝,獲得tio2品位>46%的鈦精礦;或采用螺旋溜槽獲得品位在35%~40%的鈦中礦。由于搖床占地面積大、耗水量大、回收率低等原因,已基本淘汰。
目前,在生產實踐中,重選選鈦設備通常與強磁-浮選工藝及干式強磁選工藝配套獲得鈦精礦。
螺旋溜槽選鈦優點是動力消耗小、操作簡單、生產成本低,缺點是單臺設備處理能力小、設備數量多、作業回收率低(尤其-320目細粒礦物),突出的缺點制約了其在生產中的大規模使用。
2.磁選裝備
(1)濕式強磁選裝備
濕式強磁選選鈦設備分高梯度磁選機和永磁簡式磁選機,工業應用又以前者為主。
濕式立環脈動高梯度磁選機從20世紀90年代初開始在國內外的鈦鐵礦選廠推廣使用,設備具有選礦效率高、磁介質不易堵墓、分選粒度范圍較寬、可靠性離和能耗低的優點。
近年來攀西地區大型選廠均采用強磁選-浮選工藝回收鈦鐵礦。強磁選作業將tio2品位4%-12%的鈦鐵原礦富集至tio2品位15%一25%后進入浮選選別。
高梯度強磁選機選鈦在大量拋尾的同時可保證較高的作業回收率,但因鈦輝石與鈦鐵礦磁性相近,從而導致強磁選精礦品位不高,故其通常作為粗選選鈦設備。
(2)干式強磁選裝備
干式強磁選機通常應用于原生鈦鐵礦精選作業。攀西地區中、小型選鈦廠普通用于式強磁選機將tio2品位35%一40%的重選鈦中礦富集為tio2品位>46%的鈦精礦,干式強磁選作業回收率可達73%以上。
干式強磁選機作為原生鈦鐵礦精選設備,操作簡單靈活、作業環境要求低、生產成本低、作業回收率高,但對入選tio2品位要求較高、對-200目細位礦物回收效果差。
3.浮選裝備
浮選設備通常作為鈦鐵礦強磁選-浮選工藝的精選設備,攀西地區早期曾使用bf-1.2m3浮選機和sf系列(4、10m3)浮選機,現主要采用kyf型充氣攪拌式浮選機,少數選廠保留jjf型機械攪拌式浮選機。
典型應用:1.攀枝花某選鈦廠采用xcf+kyf-16m3型浮選機組選別粗粒級強磁選精礦、采用gf+jjf-8m3型浮選機組選別細粒級強磁選精礦。
2.龍蟒二選廠采用xcf+kyf-24m3型浮選機組選別強磁選精礦,單組處理原礦達200t/h,可生產鈦精礦70t/h,達到鈦精礦60萬t/的生產能力。
3.西昌太和選廠主要運行2條xcf+kyf-16m3型浮選線,浮選槽容積8m3的浮選線作為備用,其選鈦采用1粗2掃4精工藝流程,入選tio2品位約20%、-200目60%,選鈦回收率約85%。
鈦鐵礦浮選效率高,浮選設備穩定可靠,但大量用藥易污染環境,且成本高,工藝影響因素多,操作難度大。因此,鈦鐵礦浮選機在大規模生產中方能產生較好的效益。
4.輔助裝備
為了更好地提高選礦效率,除應重視鈦鐵礦選別裝備,亦應重視濃縮、分級和磨礦等裝備的研究,控制好各段選別作業的給礦濃度和粒度等參數,為充分發揮鈦鐵礦選別裝備的優勢創造條件。
鈦鐵礦選礦裝備的優化方向
1.重選裝備優化方向
(1)開發和應用新型重選設備,在保證選礦效率的同時應降低生產成本。如粗粒礦物重選拋尾和離心選礦機、懸振錐面選礦機對細粒礦物的預富集。
(2)根據不同礦區礦石性質的不同,利用計算機仿真技術和試驗研究以優化現有設備的結構參效。以螺旋溜槽為例,要基于不同地區鈦鐵礦研究其適宜的直徑、斷面形狀、螺距、螺圈、表面光滑度、耐磨性能等參數。
2.磁選裝備優化方向
(1)重視強磁選設備的大型化工作,設備大型化是降本增效的有效手段。
(2)研發適用于細泥礦物處理的磁重聯合設備或通過強磁選機本體結構參數(如磁介質等)的優化,爭取在-20um鈦鐵礦選礦技術方面取得突破。
3.浮選裝備的優化方向
(1)根據鈦鐵礦的特性.對現有充氣式浮選機的結構、參數進行優化,提高選礦指標的同時降低能耗。
(2)研發并推廣應用選礦指標良好的環保藥劑。
(3)提高浮選自動化水平,如智能加藥系統、浮選機液位自動控制的應用。
鈦鐵礦重選、強磁選、浮選、電選裝備各有優劣,濕式強磁選-浮選工藝配置下的裝備在儲量大的資源選別方面更其優勢。基于鈦鐵礦的性質,通過選礦試驗研究,開發和應用新型裝備的同時優化現有裝備,以達到高效率、低成本、綠色環保回收鈦資源的目標。