钛铁矿氧化活化方法与流程

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种钛铁矿氧化活化方法。

背景技术：

钛铁矿选矿工艺流程主要有重选法、磁选法、浮选法以及电选法，但随着目前钛铁矿资源呈现出“贫、细、杂”的特点，特别是对于微细粒钛铁矿和次级钛铁矿精矿，浮选成为最重要的回收方法之一。但是钛铁矿天然可浮性不好，加之浮选矿浆中的各种组分的影响，而且很多钛铁矿的捕收剂选择性不好，造成钛铁矿的品位和回收率都不理想。活化能够提高矿物的疏水性或提高矿物与捕收剂之间的作用，是促进矿物浮选效果的重要手段。目前有文献资料公开了钛铁矿浮选时选用铅离子作为活化剂的方法，但铅离子或含铅盐类的活化效果有限，药剂用量大，且铅离子作为重金属离子会造成水体污染。

研究发现任何矿物的捕收剂都有其特征基团，特征基团与矿物吸附作用的稳定性及其吸附量是决定捕收剂捕收效果的最重要因素。而决定吸附稳定性和吸附量的因素是矿物表面的活性位点，活性位点越强、数量越多，矿物吸附捕收剂的量越大、吸附越稳定，捕收效果越好。钛铁矿浮选时，捕收剂吸附不稳定会造成浮选效果不好，还会造成药剂用量大、药剂浪费严重、药剂成本高。自然界中的钛铁矿，或多或少地含有以fe³⁺形式存在的铁，fe²⁺和fe³⁺共存。研究发现油酸钠捕收钛铁矿时，钛铁矿表面的活性位点是三价铁离子，而非二价铁离子，但钛铁矿表面的三价铁离子是有限的，因此这限制了钛铁矿的浮选效果。通过以上分析可以看出：使用合理的方法消除钛铁矿表面的二价铁离子，使用合理的方法使钛铁矿表面出现更多的三价铁离子，使用合理的方法使捕收剂更多更稳定地吸附在矿物表面，是提高钛铁矿浮选指标的一个重要途径。然而，并不是所有的氧化剂都能够实现这种效果，只有特定的氧化剂才能实现既能增加钛铁矿表面的三价铁离子活性位点又能增加捕收剂的吸附稳定性，且采用微波、热法、火法实现能耗太高，成本太高。基于以上分析，本发明提出一种非常有效的钛铁矿氧化活化方法，能够有效降低二价铁离子含量，有效提高钛铁矿表面三价铁离子数量，实现钛铁矿的活化和高效捕收，流程简单，成本低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钛铁矿氧化活化方法，通过添加氧化剂高锰酸钾，发生氧化还原反应，实现钛铁矿表面的三价铁离子大幅度增加，提高捕收剂与钛铁矿表面的吸附作用和稳定性，从而提高钛铁矿的回收效果。

本发明通过以下技术方案实现：

（1）将钛铁矿原矿或次级精矿在80～85%矿石质量浓度下磨矿磨至钛铁矿单体解离度不小于85%，磨矿细度为74微米占总磨矿量的75~100%之间；得到的磨矿产品加水稀释到30~40%的矿石质量浓度，调整矿浆ph为5~8，添加200~800g/t高锰酸钾，放入第一个搅拌桶，以0.5~3.5m/s的速度搅拌，搅拌时间3~10min，使钛铁矿和高锰酸钾充分发生氧化还原反应，形成三价铁离子覆盖的钛铁矿新表面；

（2）将步骤（1）得到的钛铁矿矿浆导入第二个搅拌桶，添加1000~3000g/t的油酸钠，以1.5~3.5%m/s的速度快速搅拌3~8min，使油酸钠捕收剂基团与钛铁矿新表面的三价铁离子活性位点充分附着和稳定吸附，形成疏水表面。将第二个搅拌桶中的矿浆导入浮选机，进行钛铁矿常规浮选，获得钛铁矿精矿；

（3）上述步骤（1）中的ph采用硫酸、氢氧化钠、碳酸氢钠、醋酸、碳酸钠调整为5~8；

（4）上述步骤（2）中钛铁矿常规浮选包括若干粗选、精选、扫选，并在其中添加第二个搅拌桶油酸钠用量的1/10~1/3强化捕收。

本发明的原理为：采用高锰酸钾在ph5~8的矿浆环境下充分将钛铁矿表面的二价铁离子氧化为三价铁离子，将活性弱的表面原子转化为能够与捕收剂基团稳定吸附的大量活性位点。从而使氧化活化后的钛铁矿表面能够与捕收剂基团发生稳固的化学吸附，表面疏水性大幅增加，实现高效捕收。

涉及到的反应式为：

2feotio2+o2=fe2o3+2tio2(1)

3fe²⁺+mno4^-+4h⁺=3fe³⁺+mno2+2h2o(2)

fe³⁺+3ol^-=fe(ol)3(3)。

本发明的有益效果为：

（1）用溶液法简单再造了钛铁矿的表面原子构成。避免了微波、热处理、火法的高能耗高成本。

（2）有效提高了钛铁矿的回收效果。降低了捕收剂用量。

（3）避免使用了常规的硝酸铅等含铅盐的钛铁矿活化剂，避免了重金属铅对土壤和水体的污染。同时节省了铅类活化剂的成本。

附图说明

图1是本发明的技术原理理论模型图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

本实施例以四川攀枝花某选矿厂磁钛精矿为矿样，矿样tio2品位28.06%。具体包括以下步骤：

（1）将矿样在80%矿石质量浓度下磨矿磨至钛铁矿单体解离度至85%，磨矿细度为74微米占总磨矿量的95%。得到的磨矿产品加水稀释到35%的矿石质量浓度，添加硫酸调整矿浆ph为6.5，添加550g/t高锰酸钾，放入第一个搅拌桶，以1m/s的速度搅拌，搅拌时间6min，使钛铁矿和高锰酸钾充分发生氧化还原反应，形成三价铁离子覆盖的钛铁矿新表面。

（2）将步骤（1）得到的钛铁矿矿浆导入第二个搅拌桶，添加1250g/t的油酸钠，以2.5%m/s的速度快速搅拌6min，使油酸钠捕收剂基团与钛铁矿新表面的三价铁离子活性位点充分附着和稳定吸附，形成疏水表面。将第二个搅拌桶中的矿浆导入浮选机，进行一粗一扫三精浮选，扫选和第1道精选添加200g/t油酸钠，获得钛铁矿精矿。

钛铁矿精矿tio2品位48.55%，回收率88.38%的指标。

实施例2

本实施例以四川攀枝花某选矿厂重选钛精矿为矿样，矿样tio2品位40.23%。具体包括以下步骤：

（1）将矿样在80%矿石质量浓度下磨矿磨至钛铁矿单体解离度至90%，磨矿细度为74微米占总磨矿量的98%。得到的磨矿产品加水稀释到35%的矿石质量浓度，添加碳酸氢钠调整矿浆ph为7，添加700g/t高锰酸钾，放入第一个搅拌桶，以1.5m/s的速度搅拌，搅拌时间7min，使钛铁矿和高锰酸钾充分发生氧化还原反应，形成三价铁离子覆盖的钛铁矿新表面。

（2）将步骤（1）得到的钛铁矿矿浆导入第二个搅拌桶，添加2050g/t的油酸钠，以2.5%m/s的速度快速搅拌7min，使油酸钠捕收剂基团与钛铁矿新表面的三价铁离子活性位点充分附着和稳定吸附，形成疏水表面。将第二个搅拌桶中的矿浆导入浮选机，进行一粗一扫一精浮选，扫选和第1道精选添加400g/t油酸钠，获得钛铁矿精矿。

钛铁矿精矿tio2品位50.16%，回收率91.52%的指标。

实施例3

本实施例以云南某钛铁矿为矿样，矿样tio2品位16.55%。具体包括以下步骤：

（1）将矿样在85%矿石质量浓度下磨矿磨至钛铁矿单体解离度至88%，磨矿细度为74微米占总磨矿量的85%。得到的磨矿产品加水稀释到35%的矿石质量浓度，添加硫酸调整矿浆ph为6，添加450g/t高锰酸钾，放入第一个搅拌桶，以2.5m/s的速度搅拌，搅拌时间6min，使钛铁矿和高锰酸钾充分发生氧化还原反应，形成三价铁离子覆盖的钛铁矿新表面。

（2）将步骤（1）得到的钛铁矿矿浆导入第二个搅拌桶，添加850g/t的油酸钠，以2.5%m/s的速度快速搅拌6min，使油酸钠捕收剂基团与钛铁矿新表面的三价铁离子活性位点充分附着和稳定吸附，形成疏水表面。将第二个搅拌桶中的矿浆导入浮选机，进行一粗一扫四精浮选，扫选和第1道精选添加340g/t油酸钠，获得钛铁矿精矿。

钛铁矿精矿tio2品位37.96%，回收率85.27%的指标。