一种从钒钛磁铁矿尾矿中回收铁和钛的方法与流程

本发明涉及一种从尾矿中回收铁和钛的方法，尤其是一种从钒钛磁铁矿尾矿中回收铁和钛的方法。
背景技术：
：钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿。我国钒钛磁铁矿储量丰富，除铁、钛、钒外，常伴生铬、钴、镍、铜、镓、钪，有的矿床还伴生铂族元素或铌、钽、锆、铀、钍、锌和稀土元素，具有很高的综合利用价值。其中攀西地区是我国最大的钒钛磁铁矿矿床，按现有保有储量计算，仅攀枝花钒钛磁铁矿直接经济价值就约为3.4万亿元。目前，钒钛磁铁矿的开发利用以浮选、磁选、重选等湿式选矿技术为主。矿石经过破碎、磨矿后经过磁选、浮选、重选等工艺回收铁、钛，获得铁精矿和钛精矿产品；选铁选钛后的尾矿中仍然含有一定量的磁铁矿和钛铁矿，具有重要的综合回收价值，但基于现有处理技术手段，钒钛磁铁矿尾矿的综合利用仍然面临较多技术难题。现有技术中处理钒钛磁铁矿尾矿的方式有：第一种：确定选铁尾矿中主要脉石的比磁化系数和钛铁矿的比磁化系数以及tio2的含量，在所述选铁尾矿满足条件1时，将选铁尾矿进行一段强磁选后，将一段强磁精矿进行一次或多次重选得到重选精矿，将所述重选精矿进行一段浮选以及一次或多次电选，得到钛铁矿精矿，所述条件1为：x1>(x2×60%)，且以选铁尾矿的总量为基准，选铁尾矿中的tio2的含量低于5重量%，其中，x1为选铁尾矿中的主要脉石的比磁化系数值，x2为钛铁矿的比磁化系数值；否则，将选铁尾矿进行严格的粒度分级方法。该方法降低了钛铁矿的生产成本，提高了电选和浮选的入选的原矿的tio2品位。该方法对物料的粒度要求较高，现有矿山大规模生产，尾矿粒度组成不均匀，对物料的适用性相对较差。第二种：包括以下步骤：a、过1.5～2.1mm的筛网，将筛下物浓缩至固体物含量不小于25％；b、将浓缩后的物质强磁选得到tio2含量不低于14%的钛铁矿；c、脱磁，再经筛孔为0.3～0.6mm的高频振动细筛进行筛分；d、筛下物进行磁选除铁；e、将除铁后的物质进行二次浓缩至固体物含量不小于30%，再螺旋选矿至tio2含量30～35％后脱磁即可，再经过中磁机精选至tio2含量不低于46％的钛精矿。该方法可以很好地回收选铁后尾矿中的钛铁矿，回收率高、成本低。该方法需要浓缩和高频筛分级，其能耗相对较高，还需要配合螺旋槽重选才能获得合格精矿，工艺流程偏长。第三种：一种磁铁矿或钒钛磁铁矿尾矿砂膨胀陶粒，所述膨胀陶粒的制备原料按重量份配比：磁铁矿或钒钛磁铁矿尾矿砂70#80份，生活垃圾5#20份或10#20，河道淤泥5#10份，污水污泥5#10份，黄土5#20份。根据磁铁矿或钒钛磁铁矿尾矿砂特有的复杂成分，采用了与其相匹配的含有大量有机物质的生活垃圾为调合剂，铁尾矿利用率高，节约了陶粒生产成本，其中粒径5#25mm的陶粒可作为建筑轻质陶粒混凝土骨料，保温隔热材料或园林用陶粒；由磁铁的钒钛磁铁矿尾矿砂所制出的膨胀陶粒，重量轻，封水性能高，抗压强度高，保温性能好，是理想的建筑轻质保温材料。该方法主要采用尾矿制备建材，尾矿中的磁铁矿、钛铁矿不能得到进一步的回收。第四种：（1）将钒钛磁铁矿选铁尾矿进行重选，重选包括将选铁尾矿进行粗选；（2）将得到的粗选精矿进行至少一次精选；（3）将得到的精选的中矿进行磨矿分级得到粗粒级矿料和细粒级矿料，将细粒级矿料返回至本次重选精选作业的给矿物料中，将粗粒级矿料返回至磨矿作业的给矿物料中，当重选精选作业的次数为1，需经磨矿分级的精选的中矿从精选作业中引出；当重选精选作业的次数大于等于2，需经磨矿分级的精选的中矿从倒数第2次精选作业中引出，将其余精选中矿返回至本次精选作业给矿物料中。该方法降低了钛铁矿的生产成本，提高了品位和回收率。该方法需要采用传统的球磨机磨矿，处理成本偏高。综上所述，钒钛磁铁矿尾矿资源的综合利用仍然面临较大的技术问题，重点开展提取尾矿中的铁、钛再利用研究，不仅有利于缓解钒钛磁铁矿尾矿堆放的环境压力，同时也能创造部分经济效益，具有重要的实际应用意义。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供一种从钒钛磁铁矿尾矿中回收铁和钛的方法，该方法主要针对钒钛磁铁矿在选铁选钛后产生含有少量磁铁矿、钛铁矿的钒钛磁铁矿尾矿，通过该方法可以获得tfe≥57%、铁回收率≥80%的铁精矿产品指标，tio2≥46%、钛回收率≥79%钛精矿产品指标。本发明是采用分级入选的干法空气重介旋流分选手段达到预先抛尾目的，实现金属矿物与脉石的有效分离，特别适应以磁铁矿、钛铁矿为主的钒钛磁铁矿尾矿的选矿，能够显著回收钒钛磁铁矿尾矿中的有价金属铁和钛。本发明的技术方案具体如下：一种从钒钛磁铁矿尾矿中回收铁和钛的方法，包括如下步骤：（1）筛分：将钒钛磁铁矿尾矿筛分成为+0.5mm、-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm和-0.1～0mm四个粒度级别的物料；（2）分选：将-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm和-0.1～0mm三个粒度级别的物料进行分选，分别得到三个粒度级别的重产品和轻产品，将三个不同粒度级别的重产品合并进行磨矿，将三个不同粒度级别的轻产品合并进入总尾矿；（3）分级：将三个不同粒度级别的重产品合并进行磨矿，磨矿后的产品进行控制分级，粒度大于0.074mm的物料返回再磨矿，小于0.074mm的物料进行弱磁粗选；（4）弱磁粗选：小于0.074mm的物料进行弱磁粗选，得到第一精矿和第一尾矿，第一精矿进行弱磁精选，第一尾矿进行强磁粗选；（5）弱磁选精和强磁粗选：第一精矿进行弱磁精选，得到第二精矿和第二尾矿，第二精矿即为铁精矿，第二尾矿进入总尾矿；第一尾矿进行强磁粗选，得到第三精矿和第三尾矿，第三精矿进行强磁精选，第三尾矿进入总尾矿；（6）强磁精选：第三精矿进行强磁精选，得到第四精矿和第四尾矿，第四精矿即为钛精矿，第四尾矿进入总尾矿。进一步地，步骤（1）之后还包括气流粉碎：将+0.5mm的物料进入带控制分级的气流粉碎机中，粉碎后产品再返回筛分阶段，重复筛分作业。进一步地，步骤（2）中，采用空气重介旋流器进行分选，三个粒度级别的物料进入三个空气重介质旋流器进行干式分选。进一步地，步骤（4）中，采用湿式弱磁场磁选机进行弱磁粗选，磁场强度h1=0.1～0.2t。进一步地，步骤（5）中，采用湿式弱磁场磁选机进行弱磁精选，磁场强度h2=0.08～0.12t；采用平环脉动高梯度磁选机进行强磁粗选，磁场强度h3=0.6～0.8t。进一步地，步骤（6）中，采用平环脉动高梯度磁选机进行强磁精选，磁场强度h4=0.5～0.6t。进一步地，步骤（6）之后还包括过滤脱水：将得到的铁精矿和钛精矿分别进行过滤，控制铁精矿和钛精矿的水分低于10%，即得到最终的铁精矿产品和钛精矿产品。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：（1）本发明针对钒钛磁铁矿尾矿采用预选手段，显著提高分选效率，从不同地区的钒钛磁铁矿尾矿的处理结果来看，均可以获得tfe≥57%、铁回收率≥80%的铁精矿产品指标，tio2≥46%、钛回收率≥79%钛精矿产品指标。（2）本发明采用空气重介质旋流器分选，显著降低用水量，对部分缺水地方的钒钛磁铁矿尾矿处理大大降低水资源成本，同时也可以减少尾水的量。（3）本发明具有工艺流程短、环境污染小、产品质量高、可操作性强等优点，为高效回收钒钛磁铁矿尾矿资源中的有价金属铁、钛提供了新思路，改善了长期以来对钒钛磁铁矿尾矿利用效率的问题。附图说明图1是本发明的工艺流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本实施例的从钒钛磁铁矿尾矿中回收铁和钛的方法，试样来自四川攀枝花地区的钒钛磁铁矿尾矿，尾矿平均含铁18.68%，含tio25.68%，该试样典型的钒钛磁铁矿类型，尾矿中主要脉石矿物为石英、长石、云母等硅铝酸盐。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：（1）筛分：将钒钛磁铁矿尾矿筛分成为+0.5mm、-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm、-0.1～0mm四个粒度级别的物料。（2）气流粉碎：将+0.5mm进入带控制分级的气流粉碎机中，粉碎后产品再返回筛分阶段，重复筛分作业。（3）分选：将-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm、-0.1～0mm三个粒度级别的物料进入空气重介质旋流器进行干式分选分别得到的-0.5～0.25mm（重产品）、-0.25～0.1mm（重产品）、-0.1～0mm（重产品）合并成后作为磨矿阶段的入料；-0.5～0.25mm（轻产品）、-0.25～0.1mm（轻产品）、-0.1～0mm（轻产品）合并后进入总尾矿。（4）分级：将+0.5～0.25mm（重产品）、-0.25～0.1mm（重产品）、-0.1～0mm（重产品）合并后置入磨矿中进行磨矿，磨矿后的产品进行控制分级，粒度大于0.074mm返回球磨机再磨矿，小于0.074mm作为下一阶段的入选物料。（5）弱磁粗选：小于0.074mm物料进入湿式弱磁场磁选机中，磁场强度h1=0.1t，得到精矿1和尾矿1，精矿1进入弱磁选精选阶段，尾矿1产品进入强磁选选钛粗选阶段。（6）弱磁选精和强磁粗选：精矿1产品进入湿式弱磁场磁选机中，磁场强度h2=0.08t，得到精矿2和尾矿2，精矿1为铁精矿产品，尾矿2进入尾矿。弱磁选粗选尾矿进入平环脉动高梯度磁选机中，磁场强度h3=0.6t，得到精矿3和尾矿3，精矿3进入强磁选精选阶段，尾矿3进入总尾矿。（7）强磁精选：精矿3进入平环脉动高梯度磁选机中，磁场强度h4=0.5t，得到精矿4和尾矿4，精矿4为钛精矿产品，尾矿4进入总尾矿。（8）过滤脱水：将铁精矿和钛精矿分别进入带式过滤机进行过滤，控制铁精矿和钛精矿的水分低于10%，得到最终的铁精矿产品和钛精矿产品。本实施例的试样主要化学成分分析结果见表1，流程选矿指标见表2。表1原矿主要化学成分分析结果成分fetio2comgocaosio2al2o3含量（%）18.685.680.00912.465.6828.246.98表2流程选矿指标实施例2本实施例的从钒钛磁铁矿尾矿中回收铁和钛的方法，试样来自陕西汉中地区的钒钛磁铁矿尾矿，尾矿平均含铁20.13%，含tio26.72%，主要金属矿物为钛铁矿、钛磁铁矿、磁体矿，主要脉石矿物为方解石、白云石、石英、长石、云母等。该方法具体包括如下步骤：（1）筛分：将钒钛磁铁矿尾矿筛分成为+0.5mm、-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm、-0.1～0mm四个粒度级别的物料。（2）气流粉碎：将+0.5mm进入带控制分级的气流粉碎机中，粉碎后产品再返回筛分阶段，重复筛分作业。（3）分选：将-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm、-0.1～0mm三个粒度级别的物料进入空气重介质旋流器进行干式分选分别得到的-0.5～0.25mm（重产品）、-0.25～0.1mm（重产品）、-0.1～0mm（重产品）合并成后作为磨矿阶段的入料；-0.5～0.25mm（轻产品）、-0.25～0.1mm（轻产品）、-0.1～0mm（轻产品）合并后进入总尾矿。（4）分级：将+0.5～0.25mm（重产品）、-0.25～0.1mm（重产品）、-0.1～0mm（重产品）合并后置入磨矿中进行磨矿，磨矿后的产品进行控制分级，粒度大于0.074mm返回球磨机再磨矿，小于0.074mm作为下一阶段的入选物料。（5）弱磁粗选：小于0.074mm物料进入湿式弱磁场磁选机中，磁场强度h1=0.2t，得到精矿1和尾矿1，精矿1进入弱磁选精选阶段，尾矿1产品进入强磁选选钛粗选阶段。（6）弱磁选精和强磁粗选：精矿1产品进入湿式弱磁场磁选机中，磁场强度h2=0.12t，得到精矿2和尾矿2，精矿1为铁精矿产品，尾矿2进入尾矿。弱磁选粗选尾矿进入平环脉动高梯度磁选机中，磁场强度h3=0.8t，得到精矿3和尾矿3，精矿3进入强磁选精选阶段，尾矿3进入总尾矿。（7）强磁选精：精矿3进入平环脉动高梯度磁选机中，磁场强度h4=0.6t，得到精矿4和尾矿4，精矿4为钛精矿产品，尾矿4进入总尾矿。（8）过滤脱水：将铁精矿和钛精矿分别进入带式过滤机进行过滤，控制铁精矿和钛精矿的水分低于10%，得到最终的铁精矿产品和钛精矿产品。本实施例的试样主要化学成分分析结果见表3，流程选矿指标见表4。表3原矿主要化学成分分析结果成分fetio2comgocaosio2al2o3含量（%）20.136.720.0068.987.3327.5610.13表4流程选矿指标实施例3本实施例的从钒钛磁铁矿尾矿中回收铁和钛的方法，试样来自河北承德地区的钒钛磁铁矿尾矿，尾矿平均含铁19.13%，含tio27.26%，尾矿中主要金属矿物为磁铁矿、钛磁铁矿、钛铁矿、金红石等，脉石矿物为白云石、方解石、钠长石、金云母等硅。该方法具体包括如下步骤：（1）筛分：将钒钛磁铁矿尾矿筛分成为+0.5mm、-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm、-0.1～0mm四个粒度级别的物料。（2）气流粉碎：将+0.5mm进入带控制分级的气流粉碎机中，粉碎后产品再返回筛分阶段，重复筛分作业。（3）分选：将-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm、-0.1～0mm三个粒度级别的物料进入空气重介质旋流器进行干式分选分别得到的-0.5～0.25mm（重产品）、-0.25～0.1mm（重产品）、-0.1～0mm（重产品）合并成后作为磨矿阶段的入料；-0.5～0.25mm（轻产品）、-0.25～0.1mm（轻产品）、-0.1～0mm（轻产品）合并后进入总尾矿。（4）分级：将+0.5～0.25mm（重产品）、-0.25～0.1mm（重产品）、-0.1～0mm（重产品）合并后置入磨矿中进行磨矿，磨矿后的产品进行控制分级，粒度大于0.074mm返回球磨机再磨矿，小于0.074mm作为下一阶段的入选物料。（5）弱磁粗选：小于0.074mm物料进入湿式弱磁场磁选机中，磁场强度h1=0.15t，得到精矿1和尾矿1，精矿1进入弱磁选精选阶段，尾矿1产品进入强磁选选钛粗选阶段。（6）弱磁选精和强磁粗选：精矿1产品进入湿式弱磁场磁选机中，磁场强度h2=0.10t，得到精矿2和尾矿2，精矿1为铁精矿产品，尾矿2进入尾矿。弱磁选粗选尾矿进入平环脉动高梯度磁选机中，磁场强度h3=0.75t，得到精矿3和尾矿3，精矿3进入强磁选精选阶段，尾矿3进入总尾矿。（7）强磁选精：精矿3进入平环脉动高梯度磁选机中，磁场强度h4=0.55t，得到精矿4和尾矿4，精矿4为钛精矿产品，尾矿4进入总尾矿。（8）过滤脱水：将铁精矿和钛精矿分别进入带式过滤机进行过滤，控制铁精矿和钛精矿的水分低于10%，得到最终的铁精矿产品和钛精矿产品。本实施例的试样主要化学成分分析结果见表5，流程选矿指标见表6。表5原矿主要化学成分分析结果成分fetio2comgocaosio2al2o3含量（%）19.137.260.0088.556.2223.155.88表6流程选矿指标实施例4本实施例的从钒钛磁铁矿尾矿中回收铁和钛的方法，试样来自内蒙古小红山矿区的钒钛磁铁矿尾矿，尾矿平均含铁25.33%，含tio27.63%，尾矿中主要金属矿物为磁铁矿、钛铁矿、钛磁铁矿、赤铁矿、金红石等，脉石矿物为方解石、霞石、钠长石、云母等。该方法具体包括如下步骤：（1）筛分：将钒钛磁铁矿尾矿筛分成为+0.5mm、-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm、-0.1～0mm四个粒度级别的物料。（2）气流粉碎：将+0.5mm进入带控制分级的气流粉碎机中，粉碎后产品再返回筛分阶段，重复筛分作业。（3）分选：将-0.5～0.25mm、-0.25～0.1mm、-0.1～0mm三个粒度级别的物料进入空气重介质旋流器进行干式分选分别得到的-0.5～0.25mm（重产品）、-0.25～0.1mm（重产品）、-0.1～0mm（重产品）合并成后作为磨矿阶段的入料；-0.5～0.25mm（轻产品）、-0.25～0.1mm（轻产品）、-0.1～0mm（轻产品）合并后进入总尾矿。（4）分级：将+0.5～0.25mm（重产品）、-0.25～0.1mm（重产品）、-0.1～0mm（重产品）合并后置入磨矿中进行磨矿，磨矿后的产品进行控制分级，粒度大于0.074mm返回球磨机再磨矿，小于0.074mm作为下一阶段的入选物料。（5）弱磁粗选：小于0.074mm物料进入湿式弱磁场磁选机中，磁场强度h1=0.12t，得到精矿1和尾矿1，精矿1进入弱磁选精选阶段，尾矿1产品进入强磁选选钛粗选阶段。（6）弱磁选精和强磁粗选：精矿1产品进入湿式弱磁场磁选机中，磁场强度h2=0.09t，得到精矿2和尾矿2，精矿1为铁精矿产品，尾矿2进入尾矿。弱磁选粗选尾矿进入平环脉动高梯度磁选机中，磁场强度h3=0.65t，得到精矿3和尾矿3，精矿3进入强磁选精选阶段，尾矿3进入总尾矿。（7）强磁选精：精矿3进入平环脉动高梯度磁选机中，磁场强度h4=0.52t，得到精矿4和尾矿4，精矿4为钛精矿产品，尾矿4进入尾矿。（8）过滤脱水：将铁精矿和钛精矿分别进入带式过滤机进行过滤，控制铁精矿和钛精矿的水分低于10%，得到最终的铁精矿产品和钛精矿产品。本实施例的试样主要化学成分分析结果见表7，流程选矿指标见表8。表7原矿主要化学成分分析结果表8流程选矿指标由表1-8可以看出，该发明针对钒钛磁铁矿尾矿的选矿，综合回收尾矿的有价金属铁、钛具有明显的效果。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12