CN102921552A - 一种含钛熔分渣的选矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿产综合利用技术，涉及一种含钛熔分渣的选矿方法，本发明使用的含钛熔分渣是钒钛磁铁精矿通过“直接还原-电炉熔分”工艺炼铁产生的熔融矿渣经水淬而成，来源广泛；具体步骤是：将含钛熔分渣磨矿后放入浮选槽，添加选矿药剂，搅拌清洗矿物表面，并调节矿浆的pH值；再添加抑制剂、捕收剂以及辅助捕收剂等，通过浮选分离，实现含钛熔分渣中钛的高效富集；采用本发明能有效回收钒钛磁铁精矿炼铁渣中的钛，扩大含钛熔分渣的利用途径和应用范围，提高钒钛磁铁矿钛资源利用率。
Description
技术领域
本发明属于矿产综合利用技术，涉及一种含钛熔分渣的选矿方法。
背景技术
钒钛磁铁精矿经“直接还原-电炉熔分”工艺炼铁及水淬后产生的含钛熔分渣SiO2含量在20%～25%、Al2O3含量在6%～10%、CaO含量在2%～5%、MgO含量在10%～18%，硅、铝、钙、镁含量均较高，钙、镁、铝在各相中均匀分布，硅主要赋存于铝硅酸盐相中。较原生钒钛磁铁矿获得的钛精矿相比，熔分渣中硅、钙、镁的含量均大幅度提高，不适宜用作氯化法钛白原料，严重影响了其应用范围。含钛熔分渣钛主要集中在钛镁铝相中，由黑钛石、氧化镁钛矿、假板钛矿、极少钙钛矿及微量碳化钛等组成，其次为金红石相。其结构复杂，处理难度较大。
含钛熔分渣的主要用途有：硫酸法钛白原料，做钛铁合金原料、甚至还可以作为制备钛铝中间合金的含钛原料。含钛熔分渣用作硫酸法钛白原料的一项主要性能要求既是其酸解性能。熔分渣中铁的含量很低，几乎不含有Fe2O3，FeO含量也较少，但其它杂质（如SiO2、Al2O3、CaO、MgO）的含量较高，可能导致酸解反应时间长，生成较难溶的钛化合物或使初期所产生的钛化合物发生早期水解。杂质含量高相对钛精矿的酸解会耗掉更多的酸。目前，该类渣由于杂质含量高，也仅能较低比例的混合原生钛精矿酸解制备钛白粉。因此，通过选矿提钛降杂，对进一步改善酸解条件，降低生产成本, 扩大钛渣的应用范围有着重要的指导意义。
电炉（高炉）冶炼产生的原渣中矿物晶粒都十分微细(0.几μm～10μm左右)，分离分选性的很差。针对电炉（高炉）熔分渣的改性（一方面使电炉熔分渣矿物晶粒长大，具有工业分离分选工艺性质，另一方面优化电炉熔分渣钛物相物质组成），近年已开展了一些研究，取得了一定进展，但终因钛选矿回收率不高，工艺复杂，难以实施等原因，至今未能工业化应用。
公知含钛熔分渣系人造矿石，冶炼过程中经过长时间高温作用，矿物表面性质发生改性，矿物相发生变化，其可浮性与天然钛矿物差异很大，有用矿物与脉石矿物之间可浮性差异小，脉石矿物难以抑制，从而导致分选困难，常规的选矿药剂和工艺难以有效分离。
含钛熔分渣化学多元素分析见表1，如下：
表1 含钛熔分渣化学多元素分析表
| 成份 | TiO2 | TFe | V2O5 | SiO2 | Al2O3 | CaO |
| 含量％ | 44.03 | 1.45 | 0.15 | 23.82 | 8.15 | 3.08 |
| 成份 | MgO | MnO | Cr2O3 | S | P | C |
| 含量％ | 15.78 | 0.55 | 0.10 | 0.063 | 0.041 | 1.47 |
本发明提供了一种处理含钛熔分渣的选矿方法，能降低高温作用对含钛熔分渣表面性质的影响，改变矿物相间的可浮性差异，有效实现钛渣的分选，解决含钛熔分渣选矿关键技术难题。
对于含TiO2 40%～45%的熔分渣，采用新型选矿技术，有效降低了杂质含量，获得了高质量的钛精矿。新技术是提高钒钛磁铁矿钛资源利用率的有效途径之一。
发明内容
本发明提出了一种含钛熔分渣的选矿方法，以实现钒钛磁铁精矿经直接还原-电炉熔分、水淬形成的含钛熔分渣中钛的回收利用，扩大钛渣的应用范围，解决我国钒钛磁铁矿钛资源利用率不高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种含钛电炉熔分渣的选矿方法，其特征在于步骤如下：
步骤1，将钒钛磁铁精矿经直接还原-电炉熔分、水淬形成的含钛熔分渣破碎筛分；
步骤2，将步骤1破碎筛分得到含钛熔分渣磨矿得到矿浆；
步骤3，对矿浆进行浮选得到钛精矿；
所述浮选工艺如下：
A、擦洗调浆：将步骤2得到的矿浆放入浮选槽，在矿浆中添加擦洗调浆选矿药剂，清洗矿物表面，去除高温作用对矿物相的影响，增加钛矿物相和脉石矿物相之间的表面性质差异，为浮选分离创造条件，并调节矿浆的pH值＜7；
B、抑制：擦洗调浆后的矿浆加入脉石矿物抑制剂，加入抑制剂是为了抑制辉石，尖晶石、含钛硅酸盐玻璃质等脉石矿物。
C、捕收：在添加脉石矿物抑制剂的矿浆中先添加主要捕收剂，用量在1000g～6000g/t含钛熔分渣，用于捕收黑钛石，辅助捕收剂用量在50g～500g/t含钛熔分渣，用于协助捕收粒度较粗的黑钛石。通过浮选作业降低杂质含量，提高钛精矿品位，扩大钛渣的应用范围。
所得钛精矿的质量检查结果见表2：
表2 钛精矿质量检查结果（%）
| 元素 | TiO2 | TFe | V2O5 | SiO2 | Al2O3 | CaO |
| 含量 | 67.29 | 0.93 | 0.32 | 12.02 | 7.61 | 1.45 |
| 元素 | MgO | MnO | Cr2O3 | S | P | C |
| 含量 | 11.67 | 0.42 | 0.13 | 0.056 | 0.016 | 0.59 |
步骤1中所述的破碎筛分是采用颚式破碎机、对辊破碎机、高频振动筛形成两段闭路碎矿，将电炉熔分渣破碎到-3mm。
步骤2中所述的磨矿采用三辊四筒棒磨机对经步骤1处理过的含钛熔分渣进行湿式磨矿，得到粒度为-0.074mm含量75%～0.043mm含量85%的矿浆。
所述擦洗调浆选矿药剂为磷酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、草酸、水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种，或为磷酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、草酸、水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的几种按照相等体积比混合而成；
所述擦洗调浆选矿药剂的用量在2000g～8000g/t含钛熔分渣。
所述脉石矿物抑制剂为氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种，或者氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的几种按照相等体积比混合而成。
所述脉石矿物抑制剂的用量在1000g～5000g/吨含钛熔分渣。
所述主要捕收剂为混合脂肪酸盐、氧化石蜡皂、塔尔油、环烷酸、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、苄基胂酸钠、油酸钠、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠中的一种，或者混合脂肪酸盐酸盐、氧化石蜡皂、塔尔油、环烷酸、羟肟酸钠、苄基胂酸、苄基胂酸钠、苯乙烯膦酸、油酸钠、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠中的几种按照相等体积比混合而成；
所述辅助捕收剂为变压器油、柴油、煤油、太阳油、焦油中的一种，或者变压器油、柴油、煤油、太阳油、焦油中的几种按照相等体积比混合而成。
所述主要捕收剂用量在1000g～6000g/t电炉熔分渣，辅助捕收剂用量在50g～500g/t含钛熔分渣。
本发明的有益效果如下：
本发明能有效实现钒钛磁铁精矿通过“直接还原—电炉熔分”后产生的钛渣中钛的浮选富集，获得高质量钛精矿，从而扩大含钛熔分渣的综合利用途径和范围，实现钛渣较大幅度的增值，有效提高钒钛磁铁矿钛资源利用率。
具体实施方式
实施例1
称量有代表性的含钛熔分渣（-3mm）200g，采用三棍四筒棒磨机把矿石磨至-0.074mm含量75%左右，在矿浆中添加磷酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、草酸、水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种或几种擦洗调浆，用量在5000g/t含钛熔分渣，再加入氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种或几种作为脉石矿物抑制剂，用量在1200g/t含钛熔分渣，再加入适量的混合脂肪酸盐、氧化石蜡皂、塔尔油、环烷酸、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、苄基胂酸钠、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠、中性油中的一种或几种作为捕收剂，用量在4000g/t含钛熔分渣,最后加入通过两次粗选，四次精选可获得TiO2含量62.16%，回收率56.30%的钛精矿。
实施例2
称量有代表性的含钛熔分渣（-3mm）200g，采用三棍四筒棒磨机把矿石磨至-0.074mm含量75%左右，在矿浆中添加磷酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、草酸、水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种或几种擦洗调浆，用量在4000g/t含钛熔分渣，再加入氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种或几种作为脉石矿物抑制剂，用量在2600g/t含钛熔分渣，再加入适量的混合脂肪酸盐、氧化石蜡皂、塔尔油、环烷酸、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、苄基胂酸钠、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠、中性油中的一种或几种作为捕收剂，用量在4000g/t含钛熔分渣,通过两次粗选，四次精选可获得TiO2含量64.35%，回收率50.56%的钛精矿。
实施例3
称量有代表性的含钛熔分渣（-3mm）200g，采用三棍四筒棒磨机把矿石磨至-0.074mm含量85%左右，在矿浆中添加硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、六偏磷酸钠、硝酸、草酸、水玻璃、三聚磷酸钠中的一种或几种调浆后，用量在4000g/t含钛熔分渣，再加入氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种或几种作为脉石矿物抑制剂，用量在1800g/t含钛熔分渣。再加入适量的氧化石蜡皂、混合脂肪酸盐、塔尔油、环烷酸、苄基胂酸钠、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠、中性油中的一种或几种作为捕收剂，用量在4500g/t含钛熔分渣，通过两次粗选，四次精选可获得TiO2含量64.28%，回收率60.14%的钛精矿。
实施例4
称量有代表性的含钛熔分渣（-3mm）200g，采用三棍四筒棒磨机把矿石磨至-0.074mm含量85%左右，在矿浆中添加硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、六偏磷酸钠、硝酸、草酸、水玻璃、三聚磷酸钠中的一种或几种调浆后，用量在4000g/t含钛熔分渣，再加入氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种或几种作为脉石矿物抑制剂，用量在1800g/t含钛熔分渣。再加入适量的氧化石蜡皂、混合脂肪酸盐、塔尔油、环烷酸、苄基胂酸钠、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠、中性油中的一种或几种作为捕收剂，用量在4500g/t含钛熔分渣，通过两次粗选，五次精选可获得TiO2含量66.15%，回收率55.28%的钛精矿。
实施例5
称量有代表性的含钛熔分渣（-3mm）200g，采用三棍四筒棒磨机把矿石磨至-0.043mm含量70%左右，在矿浆中添加硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、六偏磷酸钠、硝酸、草酸、水玻璃、三聚磷酸钠中的一种或几种调浆后，用量在4000g/t含钛熔分渣，再加入氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种或几种作为脉石矿物抑制剂，用量在3000g/t含钛熔分渣。再加入适量的氧化石蜡皂、混合脂肪酸盐、塔尔油、环烷酸、苄基胂酸钠、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠、中性油中的一种或几种作为捕收剂，用量在5500g/t含钛熔分渣，通过两次粗选，五次精选可获得TiO2含量66.52%，回收率64.45%的钛精矿。
实施例6
称量有代表性的含钛熔分渣（-3mm）200g，采用三棍四筒棒磨机把矿石磨至-0.043mm含量70%左右，在矿浆中添加硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、六偏磷酸钠、硝酸、草酸、水玻璃、三聚磷酸钠中的一种或几种调浆后，用量在2000g/t含钛熔分渣，再加入氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种或几种作为脉石矿物抑制剂，用量在3000g/t含钛熔分渣。再加入适量的氧化石蜡皂、混合脂肪酸盐、塔尔油、环烷酸、苄基胂酸钠、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠、中性油中的一种或几种作为捕收剂，用量在6000g /t含钛熔分渣。通过两次粗选，六次精选可获得TiO2含量68.36%，回收率60.73%的钛精矿。
实施例7
称量有代表性的含钛熔分渣（-3mm）200g，采用三棍四筒棒磨机把矿石磨至-0.043mm85%左右，在矿浆中添加硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、六偏磷酸钠、硝酸、草酸、水玻璃、三聚磷酸钠中的一种或几种调浆后，用量在3000g/t含钛熔分渣，再加入氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种或几种作为脉石矿物抑制剂，用量在2000g/t含钛熔分渣。再加入适量的氧化石蜡皂、混合脂肪酸盐、塔尔油、环烷酸、苄基胂酸钠、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠、中性油中的一种或几种作为捕收剂，用量在4800g/t含钛熔分渣，通过两次粗选，四次精选可获得TiO2含量66.15%，回收率71.91%的钛精矿。
实施例8
称量有代表性的含钛熔分渣（-3mm）200g，采用三棍四筒棒磨机把矿石磨至-0.043mm85%左右，在矿浆中添加硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、六偏磷酸钠、硝酸、草酸、水玻璃、三聚磷酸钠中的一种或几种调浆后，用量在3000g/t含钛熔分渣，再加入氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种或几种作为脉石矿物抑制剂，用量在2000g/t含钛熔分渣。再加入适量的氧化石蜡皂、混合脂肪酸盐、塔尔油、环烷酸、苄基胂酸钠、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠、中性油中的一种或几种作为捕收剂，用量在4800g/t含钛熔分渣，通过两次粗选，四次精选（精选相对实例7缩短刮泡时间）可获得TiO2含量69.63%，回收率60.74%的钛精矿。
Claims (9)
1.一种含钛熔分渣的选矿方法，其特征在于步骤如下：
步骤1，将钒钛磁铁精矿经直接还原-电炉熔分、水淬形成的含钛熔分渣破碎筛分；
步骤2，将步骤1破碎筛分得到的含钛熔分渣磨矿得到矿浆；
步骤3，对矿浆进行浮选得到钛精矿；
所述浮选工艺如下：
A、擦洗调浆：将步骤2得到的矿浆放入浮选槽，在矿浆中添加擦洗调浆选矿药剂，清洗矿物表面，去除高温作用对矿物相的影响，增加钛矿物相和脉石矿物相之间的表面性质差异，为浮选分离创造条件，并调节矿浆的pH值＜7；
B、抑制：擦洗调浆后的矿浆加入脉石矿物抑制剂，用于抑制脉石矿物；
C、捕收：在添加脉石矿物抑制剂的矿浆中先添加主要捕收剂，再添加辅助捕收剂，通过浮选分离获得钛精矿。
2.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于：步骤1中所述的破碎筛分是通过破碎机和振动筛形成闭路筛分，将含钛熔分渣破碎到-3mm。
3.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于：步骤2中所述的磨矿分级是采用三辊四筒棒磨机对经步骤1处理过的含钛熔分渣进行湿式磨矿，得到粒度为-0.074mm含量75%～-0.043mm含量85%的矿浆。
4.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于：所述擦洗调浆选矿药剂为磷酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、草酸、水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种，或为磷酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、草酸、水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的几种按照相等体积比混合而成。
5.根据权利要求1或4所述的选矿方法，其特征在于：所述擦洗调浆选矿药剂的用量在2000g～8000g/t含钛熔分渣。
6.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于：所述脉石矿物抑制剂为氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的一种，或者氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、改性淀粉、糊精中的几种按照相等体积比混合而成。
7.根据权利要求1或6所述的选矿方法，其特征在于：所述脉石矿物抑制剂的用量在1000g～5000g/t含钛熔分渣。
8.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于：所述主要捕收剂为混合脂肪酸盐、氧化石蜡皂、塔尔油、环烷酸、羟肟酸钠、苯乙烯膦酸、苄基胂酸、苄基胂酸钠、油酸钠、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠中的一种，或者混合脂肪酸盐酸盐、氧化石蜡皂、塔尔油、环烷酸、羟肟酸钠、苄基胂酸、苄基胂酸钠、苯乙烯膦酸、油酸钠、塔尔油、胺类、十二烷基磺酸钠中的几种按照相等体积比混合而成；
所述辅助捕收剂为变压器油、柴油、煤油、太阳油、焦油中的一种，或者变压器油、柴油、煤油、太阳油、焦油中的几种按照相等体积比混合而成。
9.根据权利要求1或8所述的选矿方法，其特征在于：所述主要捕收剂的用量在1000g～6000g/t含钛熔分渣，辅助捕收剂的用量在50g～500g/t含钛熔分渣。
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