CN107470013A - 从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿及其分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿及其分离方法，以钒钛磁铁矿尾矿为原料，首先将钒钛磁铁矿尾矿隔杂，其次通过浮选去除尾矿中的硫化物，再次通过弱磁选去除尾矿中的强磁性矿物，再经过强磁选去除尾矿中的弱磁性矿物，最后通过分级或反浮选即可获得长石（类）精矿。本发明克服了钒钛磁铁矿尾矿量大、运输半径受限、经济价值低的核心问题，解决了尾矿长期堆存产生的环境污染和安全问题。

Description

从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿及其分离方法
技术领域
本发明涉及钒钛磁铁矿尾矿中分选长石（类）精矿及其分离方法，尤指从富鉄、钛的基性超基性岩体中的钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿及其分离方法。
背景技术
钒钛磁铁矿是一种在世界范围内广泛分布的矿产资源，主要分布于中国、南非、俄罗斯、加拿大、美国、印度等国家。
我国的钒钛磁铁矿主要分布于攀枝花-西昌地区、承德-辽西地区、新疆和北大巴山秦岭等地区。其中，攀西地区的保有储量达100亿吨以上，是我国最大的钒钛磁铁矿矿床。
攀西地区钒钛磁铁矿资源集中开采区选铁尾矿中钛铁矿占7%左右，脉石矿物占90%左右，其中橄榄石（包括少量伊丁石、蛇纹石）占41%左右，钛辉石、角闪石占26%～32%，斜长石占21%～28%，硫化物占1.2～1.5%，钛磁铁矿占1%左右。除少量矿物以金属矿物形式存在，其余大部为非金属脉石矿物，通过对其中脉石矿物的性质的用途梳理，白马钒钛磁铁矿资源集中开采区尾矿中含有大量长石类矿物，斜长石是陶瓷业和玻璃业的主要原材料，广泛应用于玻璃工业和陶瓷工业，斜长石矿物作为玻璃工业原料约占总用量的50~60%，在陶瓷工业中的用量占30%，其余用于化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其它行业。从尾矿提取分离长石用于玻璃和陶瓷工业，其价值大于微晶玻璃因而具有显著的社会效益和经济效益。
多年来，众多科研单位从不同的角度对攀西地区钒钛磁铁矿尾矿综合回收利用进行了大量的试验研究工作，以往的研究工作多集中在以下几个领域。一、从攀西钒钛磁铁矿尾矿中再回收有价金属铁、钛、硫钴等元素，取得了良好的成效；但受限于工艺技术进步与发展情况，目前的现状难以得到质的飞跃和发展；以及近些年对其中蕴含的稀贵金属钪、镓、铟等元素的重视，短期内存在工艺复杂、难以推广进行实际生产回收利用。二、利用攀枝花尾矿制备粗放型的建筑材料如建筑用砖，以及部分制备水泥、微晶玻璃和（深色）陶瓷制品等，虽然建筑行业应用尾矿处理量较大，但其产品经济价值低、辐射半径小，市场容量有限，难以长期推广回收利用。
尽管对攀西地区钒钛磁铁矿尾矿进行了大量的试验研究工作，但目前还没有任何资料显示有提出从钒钛磁铁矿资源集中开采区尾矿中提取长石精矿供玻璃工业利用的技术方案，根据现有资料，在白马钒钛磁铁矿资源集中开采区尾矿中以辉长岩为主，长石矿物含量高，提取长石矿物对尾矿减量化和资源化均具有明显优势，迫彻需要对该类尾矿从非金属矿物回收利用角度进行提取长石，以降低环境压力。
从尾矿中分选长石等非金属矿物主要集中在花岗岩和伟晶岩类矿石尾矿中，这类岩石本身可作为长石矿床开采，其研究工艺和理念相对简单。而国内外尚未见任何研究报道从富鉄、钛的基性超基性岩体的钒钛磁铁矿尾矿中回收非金属长石矿物。
发明内容
针对背景技术中目前存在的问题，本发明提供了从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿及其分离方法，以钒钛磁铁矿尾矿为原料，通过选矿分选非金属长石的分离方法，本发明获得的长石精矿中主要染色元素Fe、TiO2合量小于0.5%，可广泛应用于玻璃及陶瓷工业，可实现钒钛磁铁矿尾矿的资源化、减量化，解决钒钛磁铁矿尾矿经济价值低、运输半径小、市场容量有限、难以长期推广回收利用的核心问题，同时为大量的钒钛磁铁矿尾矿实现资源化、减量化提供了新的途径。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿，主要是以钒钛磁铁矿尾矿为原料，依次进行：隔杂--浮选去除尾矿中的硫化物（黄铁矿、黄铜矿等）--弱磁选去除尾矿中的强磁性矿物（钛磁铁矿及其蚀变矿物的贫、富连生体）--强磁选去除尾矿中的弱磁选矿物（钛铁矿、橄榄石、云母、辉石等）--分级或正反浮选即可获得长石（类）精矿。
上述分选的分离方法，具体步骤如下：
（1）将钒钛磁铁矿选矿尾矿隔杂，去除粒径+0.6mm以上的物料；
（2）将经过隔杂后的物料，采用浮选去除尾矿中的硫化物；去除的硫化物指黄铁矿、黄铜矿等，通过精选可以获得硫钴精矿；
（3）将经过浮选后的尾矿，采用弱磁选去除尾矿中的强磁性矿物；所述强磁性矿物指钛磁铁矿及其蚀变矿物的贫、富连生体；选矿尾矿中通常含有部分强磁性矿物与脉石矿物的（贫、富）连生体、强磁性矿物蚀变后保留强磁性矿物骨架，磁性介于强磁性与弱磁性之间；
（4）对经过弱磁选的尾矿，采用强磁选去除尾矿中的弱磁性矿物以及深色矿物。尾矿中钛铁矿、橄榄石、云母、辉石等因为含有一定量的铁、钛，因而具有弱磁性，而铁、钛又是非金属精矿的有害杂质，是分选长石精矿必须去除的；
（5）对经过强磁选的尾矿，通过分级筛分或浮选分离，得到长石精矿。
上述方法中所用钒钛磁铁矿尾矿成分按质量分数为：12.17%TFe、4.2%TiO2、40.87%SiO2、13.09%Al2O3、6.98%CaO、11.90%MgO、0.23%MnO、0.47%S、1.98%Na2O、0.42%K2O、0.042%V2O5、0.02%Cu、0.01%Co、0.01%Ni、0.01%P。
步骤（2）中的浮选处理采用硫酸调整PH值，采用黄药作为捕收剂，采用2#油作为起泡剂。
步骤（3）中的弱磁选的磁场强度为0.28T。（中磁场磁选机,工作间隙的磁场强度为0.21～0.63T）。
步骤（4）中的强磁选的磁场强度的范围值为：1.2T以上。
步骤（5）中所述分级筛分是指通过0.22 mm 和0.03mm的筛子，进行分级，去除尾矿中+0.22 mm 和-0.03mm的物料部分，留下-0.22 mm +0.03mm的物料即是长石（类）精矿。
步骤（5）中所述浮选分离是以NaCO3为调整剂，油酸钠为捕收剂，浮选去除尾矿中的细泥及深色矿物，得到长石（类）精矿。
通过上述分离方法从钒钛磁铁矿尾矿中分选获得长石精矿，上述长石精矿中的主要染色元素TFe+TiO2含量≤0.5%。
步骤（5）获得的长石精矿的矿粉白度达到56.3—56. 5W，烧成温度1250℃时白度达到43.75—43.80W。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明以攀枝花钒钛磁铁矿选矿尾矿为原料，通过选矿获得长石（类）精矿，有效解决了利用尾矿制备粗放型的建筑材料如建筑用砖，以及部分制备水泥、微晶玻璃和（深色）陶瓷制品等，虽然建筑行业应用尾矿处理量较大，但其产品经济价值低、运输半径小，市场容量有限的根本问题，实现了钒钛磁铁矿选矿尾矿的资源化、减量化。
2.本发明所获得的长石（类）精矿的产率达到11%左右（钒钛磁铁矿尾矿为100%）。
3. 本发明所获得的长石（类）精矿矿粉白度达到56.3—56.5左右，烧成温度1250℃时白度达到43.75—43.80，完全可以作为玻璃工业和陶瓷工业所需的长石原料。
附图说明
图1为本发明的分选工艺流程图。
具体实施方式
下面结合图1及具体实施例详细介绍本发明，以下的实施例仅限于解释本发明。
实施例1
从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石（类）精矿及其分离方法，包括以下步骤：
（1）将钒钛磁铁矿选矿尾矿采用0.6mm筛子隔杂，去除+0.6mm以上部分；
（2）将步骤（1）所获得的-0.6mm物料，采用硫酸调整PH值、黄药作为捕收剂、2#油作为起泡剂，浮选去除尾矿中的硫化物（黄铁矿、黄铜矿等）（通过精选可以获得硫钴精矿）；
（3）将步骤（2）所获得的除硫尾矿，在磁场强度0.28T，采用弱磁选去除尾矿中的强磁性矿物（钛磁铁矿及其蚀变矿物的贫、富连生体）；选矿尾矿中通常含有部分强磁性矿物与脉石矿物的（贫、富）连生体、强磁性矿物蚀变后保留强磁性矿物骨架，磁性介于强磁性与弱磁性之间；
（4）将步骤（3）所获得的尾矿，在磁场强度1.2T以上，采用强磁选去除尾矿中的弱磁性矿物以及深色矿物；尾矿中钛铁矿、橄榄石、云母、辉石等因为含有一定量的铁、钛，因而具有弱磁性，而铁、钛又是非金属精矿的有害杂质，是分选长石精矿必须去除的；
（5）将步骤（4）所获得的尾矿，采用0.22mm、0.03mm筛子进行分级，去除+0.22 mm 和-0.03mm部分，留下-0.22 mm +0.03mm物料即是长石（类）精矿。
所用钒钛磁铁矿尾矿成分按质量分数为：12.17%TFe、4.2%TiO2、40.87%SiO2、13.09%Al2O3、6.98%CaO、11.90%MgO、0.23%MnO、0.47%S、1.98%Na2O、0.42%K2O、0.042%V2O5、0.02%Cu、0.01%Co、0.01%Ni、0.01%P。
步骤（5）所获得的长石（类）精矿成分按质量分数为：0.35%TFe、0.071%TiO2、55.61%SiO2、26.09%Al2O3、10.21%CaO、0.47%MgO、0.017%MnO、0.093%S、4.34%Na2O、0.85%K2O、0.004%V2O5、0.003%Cu、0.01%Co、0.003%Ni、0.123%P。其产率达到11.43%（钒钛磁铁矿尾矿为100%）。
步骤（5）所获得的长石（类）精矿矿粉白度达到56.39，烧成温度1250℃时白度达到43.80。
实施例2
从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石（类）精矿及其分离方法，包括以下步骤：
（1）将钒钛磁铁矿选矿尾矿采用0.6mm筛子隔杂，去除+0.6mm以上部分；
（2）将步骤（1）所获得的-0.6mm物料，采用硫酸调整PH值、黄药作为捕收剂、2#油作为起泡剂，浮选去除尾矿中的硫化物（黄铁矿、黄铜矿等）（通过精选可以获得硫钴精矿）；
（3）将步骤（2）所获得的除硫尾矿，在磁场强度0.28T，采用弱磁选去除尾矿中的强磁性矿物（钛磁铁矿及其蚀变矿物的贫、富连生体）；选矿尾矿中通常含有部分强磁性矿物与脉石矿物的（贫、富）连生体、强磁性矿物蚀变后保留强磁性矿物骨架，磁性介于强磁性与弱磁性之间；
（4）将步骤（3）所获得的尾矿，在磁场强度1.5T以上，采用强磁选去除尾矿中的弱磁性矿物以及深色矿物；尾矿中钛铁矿、橄榄石、云母、辉石等因为含有一定量的铁、钛，因而具有弱磁性，而铁、钛又是非金属精矿的有害杂质，是分选长石精矿必须去除的；
（5）将步骤（4）所获得的尾矿，采用0.22mm、0.03mm筛子进行分级，去除+0.22 mm 和-0.03mm部分，留下-0.22 mm +0.03mm物料即是长石（类）精矿。
所用钒钛磁铁矿尾矿成分按质量分数为：12.17%TFe、4.2%TiO2、40.87%SiO2、13.09%Al2O3、6.98%CaO、11.90%MgO、0.23%MnO、0.47%S、1.98%Na2O、0.42%K2O、0.042%V2O5、0.02%Cu、0.01%Co、0.01%Ni、0.01%P。
步骤（5）所获得的长石（类）精矿成分按质量分数为：0.34%TFe、0.069%TiO2、55.62%SiO2、26.09%Al2O3、10.21%CaO、0.47%MgO、0.017%MnO、0.093%S、4.35%Na2O、0.85%K2O、0.004%V2O5、0.003%Cu、0.01%Co、0.003%Ni、0.123%P。其产率达到11.03%（钒钛磁铁矿尾矿为100%）。
步骤（5）所获得的长石（类）精矿矿粉白度达到56.32，烧成温度1250℃时白度达到43.85。
实施例3
从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石（类）精矿及其分离方法，包括以下步骤：
（1）将钒钛磁铁矿选矿尾矿采用0.6mm筛子隔杂，去除+0.6mm以上部分；
（2）将步骤（1）所获得的-0.6mm物料，采用硫酸调整PH值、黄药作为捕收剂、2#油作为起泡剂，浮选去除尾矿中的硫化物（黄铁矿、黄铜矿等）（通过精选可以获得硫钴精矿）；
（3）将步骤（2）所获得的除硫尾矿，在磁场强度0.28T，采用弱磁选去除尾矿中的强磁性矿物（钛磁铁矿及其蚀变矿物的贫、富连生体）；选矿尾矿中通常含有部分强磁性矿物与脉石矿物的（贫、富）连生体、强磁性矿物蚀变后保留强磁性矿物骨架，磁性介于强磁性与弱磁性之间；
（4）将步骤（3）所获得的尾矿，在磁场强度1.2T以上，采用强磁选去除尾矿中的弱磁性矿物以及深色矿物；尾矿中钛铁矿、橄榄石、云母、辉石等因为含有一定量的铁、钛，因而具有弱磁性，而铁、钛又是非金属精矿的有害杂质，是分选长石精矿必须去除的；
（5）将步骤（4）所获得的尾矿，以NaCO3为调整剂，油酸钠为捕收剂，采用浮选去除细泥及深色矿物即得到长石（类）精矿。
所用钒钛磁铁矿尾矿成分按质量分数为：12.17%TFe、4.2%TiO2、40.87%SiO2、13.09%Al2O3、6.98%CaO、11.90%MgO、0.23%MnO、0.47%S、1.98%Na2O、0.42%K2O、0.042%V2O5、0.02%Cu、0.01%Co、0.01%Ni、0.01%P。
步骤（5）所获得的长石（类）精矿成分按质量分数为：0.35%TFe、0.074%TiO2、55.60%SiO2、26.09%Al2O3、10.21%CaO、0.47%MgO、0.017%MnO、0.093%S、4.33%Na2O、0.85%K2O、0.004%V2O5、0.003%Cu、0.01%Co、0.003%Ni、0.123%P。其产率达到10.52%（钒钛磁铁矿尾矿为100%）。
步骤（5）所获得的长石（类）精矿矿粉白度达到56.42，烧成温度1250℃时白度达到43.75。
综上，可以看出本发明为钒钛磁铁矿尾矿的减量化、资源化提供了新的途径，解决了钒钛磁铁矿尾矿经济价值低、运输半径小、市场容量有限、难以长期推广回收利用的核心问题。
按照上述各实例，本领域技术人员完全可以实现本发明过程及方法，且未详细阐述部分属于本领域公知技术。以上所述，仅为部分具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的变化范围之内。

Claims (10)

1.从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿，其特征在于：以钒钛磁铁矿选矿尾矿为原料，通过选矿获得长石或长石类精矿，长石或长石类精矿中主要染色元素TFe+TiO2含量≤0.5%。
2.从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于：将钒钛磁铁矿选矿尾矿进行隔杂、浮选，将浮选尾矿进行磁选，分别去除磁性矿物，最后得到长石精矿。
3.适用于权利要求2所述的从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）将钒钛磁铁矿选矿尾矿隔杂，去除粒径+0.6mm的物料；
（2）将经过隔杂后的物料，采用浮选去除尾矿中的硫化物；去除的硫化物指黄铁矿、黄铜矿等，通过精选可以获得硫钴精矿；
（3）将经过浮选后的尾矿，采用弱磁选去除尾矿中的强磁性矿物；所述强磁性矿物指钛磁铁矿及其蚀变矿物的贫、富连生体；
（4）对经过弱磁选的尾矿，采用强磁选去除尾矿中的弱磁性矿物以及深色矿物；
（5）对经过强磁选的尾矿，通过分级筛分或浮选分离，得到长石精矿。
4.根据权利要求2所述的从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于：步骤（2）中的浮选处理采用硫酸调整PH值，采用黄药作为捕收剂，采用2#油作为起泡剂。
5.根据权利要求2所述的从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于：步骤（3）中弱磁选的磁场强度为0.28T。
6.根据权利要求2所述的从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于：步骤（4）中的强磁选的磁场强度的范围值为：1.2T以上。
7.根据权利要求2所述的从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于：步骤（5）中所述分级筛分是指通过0.22 mm 和0.03mm的筛子，进行分级，去除尾矿中+0.22mm 和-0.03mm的物料部分，留下-0.22 mm +0.03mm的物料即是长石或长石类精矿。
8.根据权利要求2所述的从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于：步骤（5）中所述浮选分离是以NaCO3为调整剂，油酸钠为捕收剂，浮选去除尾矿中的细泥及深色矿物，得到长石或长石类精矿。
9.根据权利要求2所述的从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于：步骤（5）获得的长石精矿中的染色元素TFe+TiO2的含量≤0.5%。
10.根据权利要求2所述的从钒钛磁铁矿尾矿中分选长石精矿的分离方法，其特征在于：步骤（5）获得的长石精矿的矿粉白度达到56.3—56.5 W，烧成温度1250℃时白度达到43.75—43.80 W。
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