一种毛砂精选分离选矿工艺的制作方法

本发明属于选矿
技术领域：
，具体地说，涉及一种毛砂精选分离选矿工艺。
背景技术：
：工艺矿物学研究主要对毛砂进行了化学分析、钛物相分析、矿物组成及含量测定、主要矿物粒度测定、矿物学特性及矿物磁性分析，以及有价金属赋存状态研究。工艺矿物学研究表明：毛砂中可回收的有用矿物主要为多种钛矿物、磁铁矿、锆石，同时可综合回收金红石和独居石。毛砂中矿物组成非常复杂，除含多种磁性强弱不同、磁性变化范围大的含钛矿物外，还含有与钛矿物磁性区间重叠的赤铁矿、富钛赤铁矿及磁性脉石石榴石、角闪石。仅通过单一磁选、电选或浮选方法均难以使钛铁矿与其他矿物有效分离，有效分选含钛矿物是毛砂精选分离工艺的关键所在。有鉴于此特点提出本发明。技术实现要素：本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种毛砂精选分离选矿工艺，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种毛砂精选分离选矿工艺，包括以下步骤：步骤1，将毛砂用湿式弱磁选回收易磁的磁性铁，得到磁铁精矿、弱磁非磁性物；步骤2，弱磁非磁性物经过烘干后，用干式磁选进行矿物分组，得到钛粗精矿、稀土与锆粗精矿混合物；步骤3，将钛粗精矿先经过还原焙烧，再通过弱磁选分选，得到钛精矿、富钛次铁精矿；将稀土与锆粗精矿混合物经过干式磁选分选，得到稀土精矿、锆粗精矿；步骤4，锆粗精矿先通过电选分离出金红石精矿，再通过摇床重选后得到锆精矿、尾矿。进一步地，所述步骤1为：将毛砂用湿式弱磁选回收易磁的磁性铁，经过两次湿式弱磁选后，得到磁铁精矿、弱磁非磁性物，两次湿式弱磁选的磁场强度分别为0.15t、0.45t。进一步地，所述步骤2中干式磁选的磁场强度为0.4t。进一步地，所述步骤3包括：步骤31，钛粗精矿先经过干式磁选分选出其中的稀土粗精矿后，再进行还原焙烧、弱磁选分选，得到钛精矿、富钛次铁精矿；步骤32，将稀土与锆粗精矿混合物经过干式磁选分选，得到稀土粗精矿、锆粗精矿；步骤33，将步骤31中分选出的稀土粗精矿与步骤32中得到的稀土粗精矿合并，经过电选分离出其中的钛粗精矿后，再通过干式磁选得到稀土中矿、稀土精矿、尾矿。进一步地，所述步骤31中干式磁选的磁场强度为0.3t；所述弱磁选为湿式弱磁选，磁场强度为0.15t。进一步地，所述步骤31中，在还原焙烧的过程中加入5％的炭粉，焙烧的温度为800-900℃，焙烧的时间为15-20min。进一步地，步骤32中干式磁选的磁场强度为1.1t；所述步骤33中电选为两次，电选的电压分别为22kv、14kv，干式磁选的次数为3次，磁场强度分别为0.5t、0.65t、0.65t。进一步地，所述步骤4为：锆粗精矿通过第一次电选后分选出导电产品、非导电产品，将导电产品经过第二次电选得到金红石精矿、锆精矿，将非导电产品经过三次摇床重选后得到锆精矿、尾矿。进一步地，所述第一次电选的电压为2kv，第二次电选的电压为14kv。采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。本发明工艺是湿式弱磁选、干磁选(—还原焙烧—湿式弱磁选)、电选、重选的联合流程，针对不同矿物性质采用不同分选方式，使毛砂中各有用矿物得到有效分离，利用赤铁矿、富钛赤铁矿还原焙烧后磁性增强、以及磁性脉石与钛矿物之间有电性差的特点，采用干磁选(—电选)—还原焙烧—湿式磁选选冶联合流程，可有效分离易进入钛精矿中的赤铁矿及磁性脉石石榴石、角闪石；解决了毛砂中钛难提纯的关键问题，得到合格的钛精矿，同时毛砂中的其它有用矿物均能高效分离，使得该毛砂资源能得到充分利用，本发明工艺经济合理，无药剂污染，生产中产生的尾水可全部回用，绿色节能。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：图1为本发明实施例中毛砂精选分离选矿工艺原则流程；图2为本发明实施例中干式磁选有用矿物磁性分组试验流程；图3为本发明实施例中稀土粗精矿精选分离试验流程；图4为本发明实施例中钛粗精矿精选分离试验流程；图5为本发明实施例中锆粗精矿精选分离试验流程；图6为本发明实施例中毛砂精选分离全流程选矿试验工艺流程；图7为本发明实施例中毛砂精选分离全流程选矿试验数质量流程；图8为本发明实施例中毛砂精选分离选矿生产推荐工艺流程。需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1、试样本次试验的试验矿样取自非洲马拉维共和国马坎吉拉矿区，试验毛砂样440kg左右，分装成11袋，每袋约40kg，袋子编号为1～11，把11袋毛砂全部混合在一起，混合均匀后，通过二分器多次缩分，缩分成多种试样。2、试样分析采用x荧光定性检测毛砂元素组成，结果见表2-1，并采用化学分析方法定量检测主要元素含量，结果见表2-2。表2-1毛砂x荧光光谱半定量分析结果元素zro2hfo2tio2fe2o3znomnonb2o5含量％1.3070.06626.54451.2190.0180.9260.033元素na2ok2osio2al2o3mgocaop2o5含量％0.1440.08114.0042.8941.2840.9340.283元素so3cr2o3sc2o3ceo2tho2y2o3cl含量％0.0240.0590.0130.1170.0160.0110.023从表2-1分析结果可知，本试样中含量较多的有用元素有钛、铁，其次为锆以及少量稀土。表2-2毛砂化学多元素分析结果元素tio2zr(hf)o2reonb2o5fe含量％29.431.700.1060.03639.82元素p2o5al2o3caomgomno含量％0.062.730.352.120.39元素sio2k2ona2oceo2sc含量％12.570.0380.0670.0360.008毛砂化学多元素分析结果可知，毛砂中除钛、铁可利用外，锆(铪)及伴生的有益元素稀土可综合利用；其余有用元素含量均呈微量，无综合回收价值。钛、铁、锆和稀士为本次试验综合回收的目的元素。对毛砂进行了钛物相分析，其分析结果见表2-3。表2-3毛砂钛物相分析结果钛物相分析结果表明，钛的赋存状态较复杂，主要以钛铁矿形式存在，其次以富铁钛铁矿、富钛赤铁矿和硅酸钛形式存在，并有少量钛赋存于磁性铁中，或以金红石和白钛石形式存在。采用mla矿物自动定量检测设备，并结合显微镜鉴定，对该毛砂进行矿物定量检测，结果见表2-4。从表2-4可见，本样品中，铁、钛矿物十分复杂，铁矿物有磁铁矿、钛磁铁矿、磁赤铁矿、富钛赤铁矿、赤铁矿和少量褐铁矿；钛矿物主要为钛铁矿，其次为富铁钛铁矿，少量富钛赤铁矿、金红石、白钛石和榍石；锆矿物为锆石，微量斜锆石；稀土矿物主要是独居石，少量磷钇矿；脉石矿物数量少，种类多，主要为石榴石、角闪石、石英，其次为辉石、长石、蓝晶石、磷灰石等。表2-4毛砂矿物定量检测结果mla测定毛砂中各有价矿物粒度分布，结果见表2-5。从主要有价矿物粒度分布结果可知，样品中各个有价矿物的粒度大小相近，粒度范围均较窄，主要集中在0.045～0.30mm粒级，属于重选、磁选的易选粒级，只有白钛石粒度略为偏细，小于0.045mm粒级占有率达到30％以上，对重选回收有一定的影响，但白钛石数量少，对总钛回收率影响很小。表2-5毛砂中主要有价矿物粒度分布3、选矿工艺试验主要使用的设备见表3-1。表3-1试验主要使用的设备根据矿物特性，可先采用湿式弱磁选回收易磁的磁性铁；弱磁非磁性物烘干后再采用干式磁选进行矿物分组，选出钛粗精矿、稀土粗精矿和锆粗精矿；钛粗精矿采用还原焙烧使与钛难分离的赤铁矿和富钛赤铁矿磁性变强后，通过弱磁选分选可获得合格钛精矿，同时获得富钛次铁精矿；稀土粗精矿采用干磁—电选联合流程分离出难磁钛铁矿和磁性脉石后，得到稀土精矿；锆粗精矿采用电选分离出金红石精矿，非导产品再通过摇床重选抛去绝大部分脉石后获得不同品质的锆精矿。因此，本试验制定毛砂精选分离选矿工艺原则流程为湿式弱磁选、干磁选(—还原焙烧—湿式弱磁选)、电选、重选联合流程(见图1)。铁的赋存状态查定表明，毛砂中以磁性铁矿物形式存在的铁占总铁量的27.16％，这部分铁磁性强，易磁选，可通过湿式弱磁选回收。本毛砂中强磁性铁的赋存状态较复杂，强磁性铁矿物有磁铁矿、钛磁铁矿、磁赤铁矿等，各种铁矿物中含铁量不同，再细分可通过粗选、扫选、精选进行细分，该部分铁矿物不是本例重点，分选也是成熟工艺，此处不再赘述。分离了磁铁矿的弱磁尾矿中含有大量的钛铁矿、富铁钛铁矿、富钛赤铁矿、赤铁矿、少量的白钛石、稀土矿物、锆石、金红石等有用矿物，以及石榴石、角闪石等磁性脉石和少量的石英、辉石、长石、蓝晶石、磷灰石等。为保证干式磁选各试验给矿样的稳定性，采用弱磁选优化出来的磁选条件：粗选磁场强度0.15t，扫选磁场强度0.45t，进行了干式磁选入选试验样的生产，试验结果见表3-2。以下干式磁选各试验均以此弱磁选非磁性物为给矿样。表3-2干式磁选入选试验样生产试验结果弱磁选非磁性物中，存在多种磁性矿物，根据其磁性差别，在不同的磁场条件下进行磁性物分组，分成钛粗精矿1、稀土粗精矿和锆粗精矿，然后再分别对各粗精矿单独进行精选。由于赤铁矿、石榴石、角闪石磁性区间和钛矿物相同，探索试验中通过湿式高梯度磁选得不到纯的钛精矿，起不到预先得出一部分钛精矿，减少干磁入选量的目的。因此，直接采用干式磁选对有用矿物进行磁性分组，有用矿物磁性分组试验流程见图2，试验结果见表3-3。表3-3干式磁选有用矿物磁性分组试验结果弱磁选非磁性物在0.4t磁场条件下通过一次粗选，0.3t磁场条件下一次精选后，可得含tio242.55％的钛粗精矿，其中zro2含量为0.04％，reo含量为0.04％，含量较少，但钛粗精矿中含较多的赤铁矿影响钛品位；干磁0.4t磁场条件下选出的非磁性物在1.1t磁场条件下再次分选，可把锆石、金红石、脉石和独居石、钛矿物、磁性脉石矿物分开，1.1t非磁性物即为锆粗精矿，其中zro2含量为26.24％，reo含量为0.07％，tio2含量为5.09％，其中含有较多的脉石影响锆品位；0.3t非磁性物与1.1t磁性物合并为稀土粗精矿，其中reo含量为0.4％，zro2含量为0.09％，tio2含量为20.99％，主要是钛矿物和石榴石、角闪石影响稀土品位。采用干式磁选在0.3～1.1t磁场强度范围内获得的稀土粗精矿相对原矿产率为18.84％，其中reo含量0.40％，矿物主要有独居石、多种钛矿物、赤铁矿，夹杂有少量的锆石、金红石，磁性脉石主要为石榴石、角闪石。根据稀土粗精矿中钛矿物与其它矿物之间有电性差，先采用电选从稀土粗精矿中分离钛矿物，导体部分为钛粗精矿2；非导产品再采用干磁选从稀土粗精矿中分离出绝大部磁性脉石石榴石和角闪石，从而获得稀土精矿。稀土粗精矿精选分离试验流程见图3，试验结果见表3-4。表3-4稀土粗精矿精选分离试验结果表3-4试验结果表明，稀土粗精矿在22kv电场条件下能分离出绝大部分其中的钛矿物，非导产品在0.5t磁场条件下能分离出较纯的石榴石，在0.65t磁场强度下进一步精选分离出难磁的少量钛矿物和少量的磁性脉石(石榴石和角闪石)，最终可获得reo含量为63.16％，相对原矿回收率为58.99％的稀土精矿。稀土精选流程产生的钛粗精矿2与干磁选磁性物分组时所得的钛粗精矿1合并一起去还原焙烧流程，所得一部分钛中矿和稀土中矿以后生产中可堆存另作处理。钛粗精矿中主要矿物有钛铁矿、富铁钛铁矿、赤铁矿和富钛赤铁矿，这些矿物的磁性、电性、密度、可浮性均相近，通过磁选、电选、重选、浮选方法均难以有效分离。如何使其有效分离，是当今选矿技术上的难题之一，赤铁矿和富钛赤铁矿在还原条件下焙烧可增加其磁性，其反应式为:因此，本研究采用还原焙烧—湿式弱磁选选冶联合流程处理钛粗精矿，以达到提升钛铁矿品级的目的。前面流程中得到的钛粗精矿1和钛粗精矿2合并后一起进入还原焙烧作业，其入炉钛粗精矿产率为63.15％，tio2含量为43.07％，钛回收率为92.41％，其中fe含量41.47％、zro2含量0.04％、reo含量0.039％。钛粗精矿精选分离试验流程见图4，试验结果见表3-5。表3-5钛粗精矿精选分离试验结果赤铁矿试验室采用固炭还原焙烧温度一般在800～900℃之间，焙烧时间一般在10～20min之间，还原炭粉用量一般在3—5％。试验在焙烧温度875℃，焙烧时间17min、炭粉用量5％的条件下在马弗炉内还原焙烧，湿式弱磁选采用筒式磁选机，磁场强度为0.15t。表3-5试验结果表明，通过湿式弱磁选可使还原焙烧后的钛粗精矿得到有效分离，钛精矿品位可从43.07％提高至49.17％，相对原矿钛回收率为66.36％，相对毛砂中可回收的钛原矿回收率为80.89％(钛理论回收率为82.04％左右)，含钛矿物得到较好的回收。同时还可综合回收含钛较高的、相对原矿铁回收率29.02％的富钛次铁精矿(fe49.32％，tio232.72％)在1.1t磁场条件下通过干式磁选分选出的锆粗粗矿(非磁性物)，主要有用矿物为锆石，其次为金红石，脉石矿物主要为石英、长石，其次还含少量蓝晶石、磷灰石、辉石等。根据金红石与其它矿物之间有电性差，可通过电选使金红石与锆石、脉石矿物分离，再根据非导产品之间的密度差，通过重选摇床使锆石和脉石矿物分离。锆粗精矿精选分离试验流程见图5，试验结果见表3-6。表3-6锆粗精矿精选分离试验结果表3-6电选—重选试验结果表明，锆粗精矿通过一次粗选，一次精选电选流程，在16kv电场条件下可获得tio2含量为77.86％、钛回收率为0.92％(金红石矿物回收率为91.09％)的金红石精矿；在16—22kv电场范围内可获得zro2含量为55.79％、锆回收率为12.47％的锆粗精矿1，锆精矿1中还含有少量的金红石和微量脉石。22kv电场条件下分选出的非导产品再采用摇床进行重选抛尾，抛出作业产率为52.55％(相对原矿回收率3.29％)的脉石，经过三次摇床抛尾后，得到两个不同品级的锆精矿：锆精矿2(zro2含量为65.04％，锆回收率为42.85％，其中含tio20.82％)；锆精矿3(zro2含量为60.78％，锆回收率为33.96％，其中含tio20.79％)；以及一个锆中矿(zro2含量为40.50％，锆回收率为4.05％，其中含tio20.45％)，将来生产中产生的锆中矿可返回中矿再选摇床再次分选，以进一步提高锆的回收率。以上三个锆精矿合并锆回收率为89.28％，毛砂中锆得到有效回收。毛砂精选分离全流程选矿试验工艺流程见图6，全流程数质量流程见图7，全流程试验最终产品选别指标见表3-7。表3-7全流程试验最终产品选别指标4、产品分析①磁铁精矿：产率18.61％、fe含量61.68％、tio2含量6.48％，铁回收率28.82％(毛砂中磁铁矿理论回收率为27.16％)，毛砂中磁铁矿得到有效回收，同时还回收了一部分钛磁铁矿、磁赤铁矿。②富钛次铁精矿：fe含量为49.32％，铁回收率为29.02％，其中tio2含量为32.72％。fe+tio2含量大于80％，可直接当产品出卖。③钛精矿：产率39.72％、tio2含量49.17％、钛回收率66.36％(相对毛砂钛回收率为82.04％)，钛矿物得到有效回收，未回收的钛主要含在还原焙烧后磁选分出的富钛次铁精矿中。还有效综合回收了以下产品：④三个不同等次的锆精矿：锆精矿1(zro2含量为55.79％，锆回收率为12.47％，其中含tio24.56％)；锆精矿2(zro2含量为65.04％，锆回收率为42.85％，其中含tio20.82％)；锆精矿3(zro2含量为60.78％，锆回收率为33.96％，其中含tio20.79％)；以上三个锆精矿合并锆回收率为89.28％，毛砂中锆得到有效回收。⑤金红石精矿：tio2含量为77.86％、钛回收率0.92％(相对原矿中金红石矿物回收率为91.09％)，其中含zro22.34％；⑥稀土精矿：reo含量为63.16％，回收率58.99％，其中含tio21.43％，含zro20.18％；采用干式磁选机在0.3t磁场条件下获得的钛精矿1，其中含tio242.55％，钛含量未达到48％的产品要求。采用干式磁选机在0.3t～1.1t磁场条件下分选出的磁性物，再在14kv电场条件下分选出的导电产品即为钛精矿2，其中含tio247.33％，钛含量未达到48％的产品要求。通过对钛精矿1、钛精矿2定量检测分析，因为赤铁矿和富钛赤铁矿的存在，导致该钛精矿品位难以提高。赤铁矿和富钛赤铁矿的磁性和可浮性均与钛铁矿相近，只能采用还原焙烧的办法，将赤铁矿和富钛赤铁矿还原使其磁性变强，然后采用弱磁选使其与钛铁矿分离，才能提高该钛精矿的品位。由于本毛砂中金红石和独居石含量较少，在精选分离时品位不高，生产中可在试验基础上金红石精选时16kv降低至14kv；干磁选作业时钛粗选后增加一次扫选(0.4t磁场条件)；稀土干磁选精选时增加一次精选(0.65t磁场强度)；从而得到更纯的金红石精矿和稀土精矿。锆中矿中锆含量较高(zro240.50％)，生产中可把锆中矿返回中矿再摇流程中再次分选，以进一步提高锆的回收率。毛砂精选分离选矿生产推荐流程见图8。本实施例工艺流程为湿式弱磁选—干式磁选(—还原焙烧—湿式弱磁选)—电选—重选联合流程，此工艺无药剂污染，以后生产中产生的尾水可全部回用。采用本例毛砂精选选矿分离工艺处理本毛砂，可使毛砂中的有用矿物磁铁矿、钛磁铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、富铁钛铁矿、富钛赤铁矿，锆英石、金红石和独居石均得到有效利用，本毛砂资源能被有效利用。以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。当前第1页12