专利名称：一种综合利用钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿的选矿方法
技术领域：
本发明属矿产资源综合利用领域，特别是涉及一种综合利用钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿的选矿技术方法。
背景技术：
四川攀枝花-西昌地区是我国钒钛磁铁矿最主要的成矿带，也是世界上同类型矿床的重要产区之一。除此之外，在河北承德，广东兴宁，湖北郧阳、襄阳，陕西汉中、安康，新疆哈密、巴楚和山西代县等地区也有钒钛磁铁矿资源。1976年11月国家有关主管部门对四川攀西钒钛磁铁矿下达的工业指标是IFe品位> 45%的矿石为高品位矿，IFe品位> 30% 的矿石为中品位矿，IFe品位在30% 20%之间的矿石为低品位矿，高品位矿、中品位矿和低品位矿定为表内矿，是可开发利用资源；将TFe品位在20% 15%之间的极贫矿石定为表外矿，表外矿是不能开发利用的资源，在矿山开采过程中是作为废石被送入废石场的。在四川攀枝花-西昌地区已探明的95. 76多亿吨钒钛磁铁矿资源中，绝大多数矿区的矿石都是表内矿低品位矿和表外矿，其中，表外矿储量约占已探明总量的40 %。1996年四川省储委批准修改了钒钛磁铁矿工业指标，将IFe品位在23% 20%之间的低品位贫矿定为尚难利用矿，尚难利用矿同表外矿一样，也是在矿山开采过程中作为废石被送入废石场的。按此修改的工业指标计算，在我国已探明的钒钛磁铁矿储量中，可开发利用的表内矿储量大幅度减少，不能开发利用的钒钛磁铁矿储量则大幅度增加。例如四川攀西钒钛磁铁矿储量最大的红格矿，已探明的矿石储量近36亿吨，其表内矿和表外矿的IFe加权平均品位仅为 21. 49% 21. 19%，按此工业指标划分，整个红格矿就都成为不能开发利用的资源了。再者，在我国其他地区的钒钛磁铁矿储量中，只有承德钒钛磁铁矿有两亿多吨中品位矿，其余的几乎都是表外矿。就全国钒钛磁铁矿而言，其表外矿和低品位贫矿的储量所占钒钛磁铁矿总储量的三分之二以上。在攀西钒钛磁铁矿的表内矿和表外矿中不仅含有铁、钛、钒三种主要金属组分，还共伴生有可被综合利用的铬、钴、镍、铜、钼族、镓、钪等金属组分，以其表内矿的储量计算， 钛占全国储量的93%，钒占全国储量的64%，铁的储量居全国第二位，三氧化二铬储量949 万吨、钴储量69万吨、镍储量144万吨、铜储量110万吨、钼族金属储量1383吨、镓储量11 万吨、钪储量15万吨等，这些有益金属组分具有极高的经济价值和社会价值。为了能够开发利用钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿，发明人的研究结果表明，攀西钒钛磁铁矿表内矿和表外矿的矿物种类是相同的，都是由钛磁铁矿、粒状钛铁矿、脉石矿物和很少量的硫化矿所组成，所不同的是矿物含量不同。其中，钛磁铁矿(是以磁铁矿为基体，固溶有微细粒钛铁晶石、钛铁矿和镁铝尖晶石的复合矿物，是不能物理分选的复合矿物)是选铁、钒等所回收的矿物，粒状钛铁矿是选钛所回收的矿物，硫化矿(是以磁黄铁矿为主的及与其共生的黄铁矿、黄铜矿、钴镍硫化矿等)是综合回收钴、镍硫化物的矿物。为了充分利用四川攀西钒钛磁铁矿矿产资源，以往曾对表外矿开展过大量选矿试验工作，例如对攀西攀枝花矿区表外矿进行了不同入选粒度选铁试验和选铁工业生产试验，得到了产率14. 52%, TFe品位03%, TFe回收率43. 89%的铁精矿，只回收了表外矿中的铁，没有综合回收表外矿中钛、钴镍硫物等有益组分。对攀西红格矿区表外矿也进行了选铁工业试验，只回收了表外矿中的铁，没有综合回收表外矿中的钛、钴镍硫物等有益组分。以往对攀西钒钛磁铁矿表外矿选矿工业试验及其技术经济可行性研究表明，选矿比大，选铁成本高，生产亏损，因此，表外矿不能开发利用，在大规模开发利用攀西钒钛磁铁矿表内矿过程中，表外矿只能作为废石被抛弃。在国外，除俄罗斯的卡奇卡纳尔(KattKaHap) 选矿厂加工处理低品位钒钛磁铁矿只生产铁精矿外，都不开发利用低品位钒钛磁铁矿，更不利用其表外矿。近年来，由于铁矿石价格不断提高，有的企业以往是开采利用IFe32%的钒钛磁铁矿原矿，剥离废弃TFelS% M% (平均21%)的低品位表内矿，近年来开始对被废弃的低品位表内矿进行干式预选回收。有的企业近年来选别攀西白马矿钒钛磁铁矿的表内矿与表外矿混合矿，开采入选的原矿IFe平均品位25%左右，只选铁，没有选钛，磨矿磁选选铁的尾矿IFe品位15%左右，对资源利用效果差。因此，为了实现经济、高效、合理地开发利用钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿，以满足我国钢铁、钒、钛等产业迅速发展的需要，本领域目前急需一种具有工业生产技术经济效益的综合利用钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿的选矿技术方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种综合利用钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿的选矿方法， 把传统意义上废弃的储量巨大的钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿资源提升为可被开发利用的宝贵资源，经济、高效、合理地实现钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿的综合利用。为了实现上述目的，本发明采用如下综合利用钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿的选矿技术方法，该选矿技术方法包括如下工艺步骤(1)对钒钛磁铁矿表内矿和表外矿进行混合开采，将开采出来的表内矿与表外矿的混合矿采用三段闭路破碎，破碎至粒度-IOmm 100% ；(2)对含水量> 3 %的破碎产品采用湿式筒式永磁弱磁粗选或中磁粗选，对粗选尾矿采用湿式筒式永磁强磁扫选，或者对含水量<3%的破碎产品采用干式筒式永磁弱磁粗选或中磁粗选，对粗选尾矿采用干式筒式永磁强磁扫选，得到以钛磁铁矿为主的粗选产品和以钛铁矿为主的扫选产品合并一起构成的预分选精矿，抛弃产率>31. 88%的预分选尾矿；(3)采用磨矿-筛分分级闭路磨矿工艺，对预分选精矿进行I段粗磨磨矿；(4)对I段粗磨产品进行湿式永磁弱磁选，对弱磁选尾矿进行湿式永磁中磁选，对中磁选尾矿进行强磁选，得到由弱磁选精矿、中磁选精矿和强磁选精矿合并一起构成的粗粒混合精矿，丢弃相对预分选精矿产率为31. 31% 37. 79%的粗粒尾矿；(5)采用细磨细筛闭路磨矿工艺对粗粒混合精矿进行II段磨矿，并对II段磨矿产品分选分别得到含镍硫钴精矿(以下简称硫钴精矿)、钒铁精矿(以下简称铁精矿)和钛精矿产品。其中步骤(3)所述的I段粗磨产品的粒度为-Imm 100%。其中步骤(5)所述的II段磨矿产品的粒度为-0. 15mm 100%。其中步骤( 所述的分选，对II段磨矿产品加入调整剂、黄药类捕收剂和起泡剂浮选硫化矿，获得对混合矿原矿产率为1. 25% 1. 37%、品位Co 0. 538% 0. 471 %的硫钴精矿。接着，对浮硫尾矿进行弱磁选选铁，得到对混合矿原矿产率为16. 49% 16. 82%, 品位TFe58. 75% 58. 21%、V2O5 0. 716% 0. 687%的铁精矿。然后，对选铁尾矿进行强磁选钛，得到强磁选精矿，抛弃对强磁选作业产率40% 45%的强磁选尾矿。然后，对所述的强磁选精矿加入调整剂、脂肪酸钠和辅助捕收剂浮选钛铁矿，得到对混合矿原矿产率为 12. 15% 12. 39%、品位 11 48. 61% 48. 37%, TFe32. 27% 32. 63%的钛精矿，丢弃浮选钛尾矿。经发明人大量研究表明，一是钒钛磁铁矿低品位表内矿和表外矿具有在-10mml00%块度下预分选抛弃尾矿的工艺性质，在该粒度下的细碎产品中能解离出大量的-IOmm的脉石，为富集回收矿石中的有用矿物，尽早丢弃已解离的大量脉石，提供了预分选物质基础；二是预分选精矿具有粗磨粗粒分选抛弃粗粒尾矿的工艺性质，对预分选精矿进行I段闭路磨矿，磨至粒度-Imm 100%，在该磨矿粒度下能解离出大量的粒度-Imm的脉石，为进一步充分富集回收钛磁铁矿、钛铁矿和硫化矿，尽早丢弃粒度-Imm的脉石，提供了物质基础；三是当粒度-IOmm 100%的破碎产品含水量> 3%时，预分选指标明显下降，含水量> 5%时，失去预分选性。四十多年来，发明人在对国内外不同矿区不同品位钒钛磁铁矿矿石物质组成、结构构造、矿物共生嵌布、矿物晶体粒度、矿物物化性质不断研究和系统深入地进行综合利用选矿试验研究的基础上，成功地研发了既适合于综合利用钒钛磁铁矿低品位矿、表外矿，又适合于综合利用表内外混合矿的选矿工艺技术方法，在工业上实现了对钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿资源的综合利用。与现有技术相比，本发明的综合利用选矿工艺技术方法主要具有如下优良的技术效果及优越性第一，充分利用钒钛磁铁矿表内矿和表外矿在矿体空间分布所具有的呈互为层状产出的特点，采用混合开采，比以往的分采、分运、丢弃低品位贫矿和表外矿的开发方式，能降低剥采比，提高资源利用率，提高采矿效率，降低采矿成本；第二，研究查明的矿石工艺性质和预分选试验表明，钒钛磁铁矿低品位表内矿和表外矿具有在-IOmm 100%块度下预分选抛弃尾矿的工艺性质，在该粒度下的细碎产品中能解离出大量的-IOmm的脉石；当预分选矿石块径> IOmm时，矿石块径越大脉石解离度越低，预分选效果越差；当预分选矿石块径< IOmm时，虽随粒径变小抛弃的尾矿产率增大，但目前世界上最先进的大型细碎破碎机能达到的细碎粒度为-10mm，若预分选矿粒度再细，在大工业生产上就得靠磨矿去实现了，这对在矿石块径-IOmm已解离出的大量脉石再进入磨矿来说，显然是不合理、不经济的。因此，本发明将开采出来的表内矿和表外矿的混合矿破碎至-IOmm 100%。第三，破碎产品通过步骤( 和步骤C3)所述的预分选，充分回收富集以钛磁铁矿、钛铁矿为主的呈矿物集合体的金属矿物，选出预分选精矿，将低品位矿提升到中品位矿，将表外矿提升到表内矿，抛弃产率31. 88% 33. 20%的脉石，大幅度地减少后续磨矿、 选矿加工处理的矿石量，能有效实现节能降耗，降低生产成本。对混合矿破碎-预分选的效果如表1所示。表1中的“混合矿原矿”是钒钛磁铁矿表内外混合矿。表1钒钛磁铁矿表内外混合矿预分选主要技术指标
权利要求
1.一种综合利用钒钛磁铁矿低品位贫矿和表外矿的选矿方法，该方法包括如下工艺步骤(1)对钒钛磁铁矿表内矿和表外矿进行混合开采，将开采出来的表内矿和表外矿的混合矿采用三段破碎-筛分闭路的破碎工艺破碎至粒度-IOmm 100% ；(2)对含水量>3%的破碎产品采用湿式筒式永磁弱磁粗选或中磁粗选，对粗选尾矿采用湿式筒式永磁强磁扫选，或者对含水量< 3%的破碎产品采用干式筒式永磁弱磁粗选或中磁粗选，对粗选尾矿采用干式筒式永磁强磁扫选，得到以钛磁铁矿为主的粗选矿物和以钛铁矿为主的扫选矿物合并一起构成的预分选精矿，抛弃产率> 31. 88%的预分选尾矿；(3)采用磨矿-筛分分级闭路磨矿工艺，对预分选精矿进行I段粗磨磨矿；(4)对I段粗磨产品进行湿式永磁弱磁选，对弱磁选尾矿进行湿式永磁中磁选，对中磁选尾矿进行强磁选，得到由弱磁选精矿、中磁选精矿和强磁选精矿合并一起构成的粗粒混合精矿，丢弃相对预分选精矿产率为31. 31% 37. 79%的粗粒尾矿；(5)采用细磨细筛闭路工艺对粗粒混合精矿进行II段磨矿，并对II段磨矿产品分选分别得到硫钴精矿、铁精矿和钛精矿产品。
2.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，其中步骤(3)所述的I段粗磨产品的粒度为-Imm 100%。
3.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，其中步骤( 所述的II段磨矿产品的粒度为-0. 15mm 100%。
4.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，其中步骤( 所述的分选是先对 II段磨矿产品加入调整剂、黄药类捕收剂和起泡剂浮选硫化矿，获得对混合矿原矿产率为 1.25% 1.37%、品位Co 0. 538% 0. 471%的硫钴精矿。
5.根据权利要求4所述的选矿方法，其特征在于，接着对浮硫尾矿进行弱磁选选铁，得到对混合矿原矿产率为16. 49% 16. 82%、品位TFe58. 75% 58. 21%, V2O5 0. 716% 0. 687%的铁精矿。
6.根据权利要求5所述的选矿方法，其特征在于，然后对选铁尾矿进行强磁选钛，得到强磁选精矿，抛弃强磁选作业产率40% 45%的强磁选尾矿。
7.根据权利要求6所述的选矿方法，其特征在于，然后对所述的强磁选精矿加入调整剂、脂肪酸钠和辅助捕收剂浮选钛铁矿，得到对混合矿原矿产率为12. 15% 12. 39%、品位TiO2 48. 61% 48. 37%,TFe32. 27% 32. 63%的钛精矿，丢弃浮选钛尾矿。
全文摘要
一种综合利用钒钛磁铁矿的选矿方法，混合开采表内外矿，将混合矿破碎到粒度-10mm 100％，对破碎产品进行弱磁粗选或中磁粗选，选出钛磁铁矿为主的矿物集合体，再对粗选尾矿强磁扫选，选出钛铁矿为主的矿物集合体，二者合并为预分选精矿，抛弃产率31.88％～33.20％的脉石。接着进行I段粗磨至粒度-1mm 100％，进行弱、中和强磁选，丢弃粗粒脉石，对得到的粗粒混合精矿II段细磨至粒度-0.15mm 100％，对II段磨矿产品加入调整剂、黄药类捕收剂和起泡剂浮选硫化矿，得到优质硫钴精矿。接着对浮硫尾矿进行弱磁选钛磁铁矿，得到优质铁精矿。对选铁尾矿进行强磁选钛，进一步富集钛铁矿，得到强磁选精矿，再对强磁选精矿加入调整剂、脂肪酸钠和辅助捕收剂浮选钛铁矿，得到高品位钛精矿。
文档编号B03B1/00GK102166542SQ20101058789
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者何丰, 傅文章, 刘道义, 洪秉信, 王文超, 范先国, 蒋晓辉, 陈俊, 陈达, 陶章明 申请人:中国地质科学院矿产综合利用研究所, 四川龙蟒矿冶有限责任公司