CN101879479B - 一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法，方法过程为：榴辉岩型金红石矿磨矿后浮选石榴子石，得到石榴子石精矿；对石榴子石尾矿进行分级；混合浮选得到石榴子石和金红石混合粗精矿，实现与绿辉石的分离，得到绿辉石精矿；混合粗精矿分离，得到石榴子石精矿和金红石粗精矿；磁选分离，对金红石粗精矿采用磁选，得到金红石精矿。本发明由于优先浮选出大部分石榴子石，使后续的金红石选别作业药剂用量大幅减少，降低了金红石选别成本，整个工艺通过控制矿浆pH值，采用浮选和磁选实现金红石、石榴子石、绿辉石三种矿物的分离，基本实现无尾矿排放，降低了环境污染，具备成本低，易于实现的优点，可显著提高榴辉岩型金红石矿的综合回收水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械选矿工艺，具体涉及一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法。
背景技术
金红石是冶炼金属钛、制造钛白粉以及电焊条焊药的主要原料。国内天然金红石资源绝大部分为低品位的原生矿石，其储量占全国金红石资源总量的86％。对榴辉岩型金红石矿进行选矿研究，主要从以下几方面考虑：(1)山东、江苏等金红石矿床均为大型、特大型榴辉岩型金红石矿床，矿床具有埋藏浅、矿体厚，易于开采与勘探，且伴生有大量的石榴子石和绿辉石矿物。金红石产品具有杂质少、产品质量高，在氯化法钛白粉和海绵钛生产过程中“三废”少的优点，具有较强的市场竞争力，石榴子石破碎后具有锋利的棱角，硬度大(7-7.5)，化学稳定性好等特点，广泛用作磨料、铺地、建筑饰面材料等，近几年来国际需求量增大；绿辉石属透辉石的一种，因具鲜艳的绿色作建筑装饰材料和彩砂很受青睐，并具有干燥与烧成收缩率小、热膨胀低等特点，用作节能快烧陶瓷原料具有广泛的应用前景。(2)从世界主要钛矿物生产状况来看，国外天然金红石资源枯竭，而高品位钛矿物生产主要转向人造金红石的生产。(3)对金红石选矿工艺研究难以突破，金红石选别指标低，尤其是综合回收考虑较少，所以，只有对榴辉岩型金红石选矿技术的突破，才能转资源优势为产业优势，开拓广阔的市场前景。
目前国内原生金红石矿的开发依然处于起步阶段，仅有山西代县金红石矿在小规模开采。其主要原因是我国原生金红石矿品位低，粒度细，矿物组成及互相嵌布关系复杂，金红石矿物与一些主要伴生的有用矿物的可选性差别较小，选矿工艺复杂，建厂投资大，经济效益低下。近年来，我国多家科研单位相继对原生金红石矿做了大量的研究工作。(1)选别工艺主要采用多种选矿方法，包括重选、磁选、浮选、电选、化工提纯和酸洗等组成的联合选矿工艺流程，才能获得高质量的金红石精矿产品。(2)金红石捕收剂的研发和运用较单一，特点是：毒性小、性能好的价格昂贵，如苯乙烯膦酸；性能好、价格便宜但毒性较高，如苄基胂酸等；再就是价格便宜、毒性低但选择性差。且其共同点是药剂用量较大，经济成本较高，因此需对金红石捕收剂进行研发，并且结合金红石选矿工艺，由以前的单一重选或浮选工艺，向联合选别工艺发展，已达到降低成本和获得较好的综合回收选别指标。因此选别工艺流程的制订和金红石捕收剂的选择是金红石提纯的关键所在。
针对这一难题，目前所采取的有效的技术措施有：(1)采用高效的金红石复合捕收剂；(2)采用适宜于金红石选别的调整剂；(2)采用优先浮选出部分可浮性较好的石榴子石，然后对部分难浮石榴子石和金红石进行混合浮选、分离，已达到三种矿物的综合回收和降低金红石选矿成本；(3)针对选别过程中泥质的影响，增加分级脱泥作业，以达到降低金红石选别药剂用量；(4)对浮选的金红石粗精矿进行磁选作业，以进一步提高金红石产品质量。根据上述的技术措施，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单，连续性、可操作强的榴辉岩型金红石矿的选矿方法。该方法通过调节矿浆pH值，利用石榴子石、金红石、绿辉石在不同矿浆pH值的环境下的可浮性差异，优先浮选大部分石榴子石，使后续的金红石选别作业药剂用量大幅减少，降低了金红石选别成本，整个工艺对榴辉岩型金红石矿基本实现无尾矿排放，降低了环境污染，具备成本低，易于实现的优点，可显著提高榴辉岩型金红石矿的综合回收水平。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、磨矿：用湿式球磨机对金红石原矿进行磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿浆；
步骤二、优先浮选石榴子石：步骤一中的矿浆进入浮选槽，矿浆中添加碱性调整剂，调整矿浆pH＞8.5，再在矿浆中添加捕收剂、辅助捕收剂和起泡剂浮选石榴子石，捕收剂用量为100克～250克/吨金红石原矿，辅助捕收剂用量为60克～80克/吨金红石原矿，起泡剂用量为15克～25克/吨金红石原矿，经过一次粗选、一至二次精选和一至二次扫选，得到石榴子石精矿和石榴子石尾矿矿浆；所述碱性调整剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和氢氧化钠中的一种或者几种，所述捕收剂为油酸、油酸钠、氧化石蜡皂、环烷酸、塔尔油中的一种或者几种；所述辅助捕收剂为煤油、柴油、变压器油、太阳油和焦油中的一种或者几种；起泡剂为松醇油；
步骤三、用旋流器对步骤二中的石榴子石尾矿矿浆进行分级，得到粗粒级的石榴子石尾矿矿浆和细粒级的石榴子石尾矿矿浆，细粒级的石榴子石尾矿矿浆作为泥质尾矿，粗粒级的石榴子石尾矿矿浆作为混和浮选给矿；
步骤四、金红石和石榴子石混和浮选：用酸性调整剂调整混和浮选给矿的石榴子石尾矿矿浆pH值至4.8～5.8，在复合捕收剂和起泡剂的作用下，经过一次粗选和一至二次扫选，得到石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆，实现与绿辉石分离，并得到绿辉石精矿；复合捕收剂的用量为120克～210克/吨金红石原矿，复合捕收剂由质量百分比为1∶10～20的烃类油和烃类含氧酸及其盐混合而成，所述烃类油为煤油、柴油、变压器油、太阳油以及焦油中的一种或者几种，所述烃类含氧酸及其盐为油酸钠、苯乙烯膦酸、氧化石蜡皂、油酸、环烷酸、羟肟酸、羟肟酸钠、十二烷基磺酸钠和塔尔油中的一种或者几种；起泡剂用量为15克～25克/吨金红石原矿，起泡剂为松醇油，酸性调整剂为氢氟酸、盐酸、硝酸、硫酸和磷酸中的一种或几种；
步骤五、将石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆中的金红石与石榴子石分离：用步骤四中的酸性调整剂调整石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆pH值至3.8～4.5，用抑制剂和步骤四中的复合捕收剂实现金红石与石榴子石分离，经过一至二次精选和一次精扫选，得到石榴子石精矿和金红石粗精矿矿浆；复合捕收剂的用量为50克～100克/吨金红石原矿；抑制剂的用量在10～100克/吨金红石原矿，抑制剂为氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素中的一种或几种；
步骤六、将步骤五中的金红石粗精矿矿浆用磁选机进行磁选，得到二氧化钛含量为90％以上的高品质金红石精矿。
上述的一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法，其特点是：步骤一中所述矿浆中粒度为-0.074mm的金红石矿质量为金红石原矿质量的30％～70％。
上述的一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法，其特点是：步骤三中所述分级的分级粒度为0.030mm～0.005mm中的任何粒度。
上述的一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法，其特点是：步骤六中的所述磁选机的磁感应强度为300mT～800mT。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明通过调节矿浆pH值，利用石榴子石、金红石、绿辉石在不同矿浆pH值的环境下的可浮性差异，采用浮选分离金红石、石榴子石、绿辉石，可以有效避免三种矿物在重选、磁选过程中不必要的损失以及使工艺更加简单、连续性、可操作强。并且由于优先浮选出了大部分石榴子石，使后续的金红石选别作业药剂用量大幅减少，降低了金红石选别成本；磁选作业可有效提高金红石的质量，并且处理量较小，设备投资较低；整个工艺对榴辉岩型金红石矿基本实现无尾矿排放，降低了环境污染，具备成本低，易于实现的优点，可显著提高榴辉岩型金红石矿的综合回收水平，有效改善我国目前榴辉岩型金红石矿的综合利用效率较低现状，并可在该类型资源的高效利用方面获得推广应用。
下面通过实施例对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
试样为某地榴辉岩型金红石矿，原矿中含TiO2为2.41％，金红石中的二氧化钛含量占原矿中二氧化钛的83.13％，工艺矿物学研究表明含钛矿物以金红石为主，其次为钛铁矿等，非金属矿物主要为绿辉石、石榴子石，其次有少量的石英和角闪石等。其中原矿中石榴子石含量为50-55％，原矿中绿辉石含量为25-35％。
实施例1
按照本发明进行了实验室小型试验，具体包括以下步骤：
步骤一、磨矿：用湿式球磨机对金红石原矿进行磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿浆，矿浆中粒度为-0.074mm的金红石矿质量为金红石原矿质量的31％(即磨矿细度-0.074mm占31％)；
步骤二、优先浮选石榴子石：步骤一中的矿浆进入浮选槽，矿浆中添加碱性调整剂，调整矿浆pH＞8.5，再在矿浆中添加捕收剂、辅助捕收剂和起泡剂浮选石榴子石，捕收剂用量为100克/吨金红石原矿、175克/吨金红石原矿或250克/吨金红石原矿，辅助捕收剂用量为60克/吨金红石原矿、70克/吨金红石原矿或80克/吨金红石原矿，起泡剂用量为15克/吨金红石原矿、20克/吨金红石原矿或25克/吨金红石原矿，经过一次粗选、一至二次精选和一至二次扫选，得到石榴子石精矿和石榴子石尾矿矿浆；所述碱性调整剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和氢氧化钠中的一种或者几种，所述捕收剂为油酸、油酸钠、氧化石蜡皂、环烷酸、塔尔油中的一种或者几种；所述辅助捕收剂为煤油、柴油、变压器油、太阳油和焦油中的一种或者几种；起泡剂为松醇油；
步骤三、用旋流器对步骤二中的石榴子石尾矿矿浆进行分级，得到粗粒级的石榴子石尾矿矿浆和细粒级的石榴子石尾矿矿浆，分级粒度为0.030mm-0.005mm，细粒级的石榴子石尾矿矿浆作为泥质尾矿，粗粒级的石榴子石尾矿矿浆作为混和浮选给矿；
步骤四、金红石和石榴子石混和浮选：用酸性调整剂调整混和浮选给矿的石榴子石尾矿矿浆pH值至4.8～5.8，在复合捕收剂和起泡剂的作用下，经过一次粗选和一至二次扫选，得到石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆，实现与绿辉石分离，并得到绿辉石精矿；复合捕收剂的用量为120克/吨金红石原矿、165克/吨金红石原矿或210克/吨金红石原矿，复合捕收剂由质量百分比为1∶10、1∶15或1∶20的烃类油和烃类含氧酸及其盐混合而成，所述烃类油为煤油、柴油、变压器油、太阳油以及焦油中的一种或者几种，所述烃类含氧酸及其盐为油酸钠、苯乙烯膦酸、氧化石蜡皂、油酸、环烷酸、羟肟酸、羟肟酸钠、十二烷基磺酸钠和塔尔油中的一种或者几种；起泡剂用量为15克～25克/吨金红石原矿，起泡剂为松醇油，酸性调整剂为硫酸、氢氟酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或几种；
步骤五、将石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆中的金红石与石榴子石分离：用步骤四中的酸性调整剂调整石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆pH值至3.8～4.5，用抑制剂和步骤四中的复合捕收剂实现金红石与石榴子石分离，经过一至二次精选和一次精扫选，得到石榴子石精矿和金红石粗精矿矿浆；复合捕收剂的用量为50克/吨金红石原矿、75克/吨金红石原矿或100克/吨金红石原矿；抑制剂的用量在10克/吨金红石原矿、55克/吨金红石原矿或100克/吨金红石原矿，抑制剂为氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素中的一种或几种；
步骤六、将步骤五中的金红石粗精矿矿浆用磁选机进行磁选，得到二氧化钛含量为90％以上的高品质金红石精矿；所述磁选机的磁感应强度为300mT、400mT、500mT、600mT、700mT或800mT。
本实施例的试验结果见表1。
表1 磨矿细度-0.074mm占31％全流程闭路试验结果
全流程中石榴子石精矿的产率57.28％，石榴子石精矿中的石榴子石含量92％左右，石榴子石的回收率达到90％以上。
全流程中绿辉石精矿的产率29.43％，绿辉石精矿中的绿辉石含量90～95％，绿辉石的回收率达到90％左右。
实施例2
按照本发明进行了实验室小型试验，磨矿细度-0.074mm占45％，其他步骤同实施例1，试验结果见表2。
表2 磨矿细度-0.074mm占45％全流程闭路试验结果
全流程中石榴子石精矿的产率为56.19％，石榴子石含量为92％左右，石榴子石的回收率达到90％以上。
全流程中绿辉石精矿的产率为27.50％，绿辉石含量为90～92％，绿辉石的回收率达到85％以上。
实施例3
按照本发明进行了实验室小型试验，磨矿细度-0.074mm占55％，其他步骤同实施例1，试验结果见表3。
表3 磨矿细度-0.074mm占55％全流程闭路试验结果
全流程中石榴子石精矿的产率为54.22％，石榴子石的含量为91-95％左右，石榴子石的回收率达到90％左右。
全流程中绿辉石精矿的产率为24.51％，绿辉石含量为91～93％，绿辉石的回收率达到85％左右。
实施例4
按照本发明进行了实验室小型试验，磨矿细度-0.074mm占69％，其他步骤同实施例1，试验结果见表4。
表4 磨矿细度-0.074mm占69％全流程闭路试验结果
全流程中石榴子石精矿的产率为53.75％，石榴子石的含量为92-95％左右，石榴子石的回收率达到85％以上。
全流程中绿辉石精矿的产率为23.50％，绿辉石的含量为92～93％，绿辉石的回收率达到80％以上。
Claims (3)
1.一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、磨矿：用湿式球磨机对金红石原矿进行磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿浆；
步骤二、优先浮选石榴子石：步骤一中的矿浆进入浮选槽，矿浆中添加碱性调整剂，调整矿浆pH＞8.5，再在矿浆中添加捕收剂、辅助捕收剂和起泡剂浮选石榴子石，捕收剂用量为100克～250克/吨金红石原矿，辅助捕收剂用量为60克～80克/吨金红石原矿，起泡剂用量为15克～25克/吨金红石原矿，经过一次粗选、一至二次精选和一至二次扫选，得到石榴子石精矿和石榴子石尾矿矿浆；所述碱性调整剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和氢氧化钠中的一种或者几种，所述捕收剂为油酸、油酸钠、氧化石蜡皂、环烷酸、塔尔油中的一种或者几种；所述辅助捕收剂为煤油、柴油、变压器油、太阳油和焦油中的一种或者几种；起泡剂为松醇油；
步骤三、用旋流器对步骤二中的石榴子石尾矿矿浆进行分级，得到粗粒级的石榴子石尾矿矿浆和细粒级的石榴子石尾矿矿浆，细粒级的石榴子石尾矿矿浆作为泥质尾矿，粗粒级的石榴子石尾矿矿浆作为混和浮选给矿；所述分级的分级粒度为0.030mm～0.005mm中的任何粒度；
步骤四、金红石和石榴子石混和浮选：用酸性调整剂调整混和浮选给矿的石榴子石尾矿矿浆pH值至4.8～5.8，在复合捕收剂和起泡剂的作用下，经过一次粗选和一至二次扫选，得到石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆，实现与绿辉石分离，并得到绿辉石精矿；复合捕收剂的用量为120克～210克/吨金红石原矿，复合捕收剂由质量百分比为1∶10～20的烃类油和烃类含氧酸及其盐混合而成，所述烃类油为煤油、柴油、变压器油、太阳油以及焦油中的一种或者几种，所述烃类含氧酸及其盐为油酸钠、苯乙烯膦酸、氧化石蜡皂、油酸、环烷酸、羟肟酸、羟肟酸钠、十二烷基磺酸钠和塔尔油中的一种或者几种；起泡剂用量为15克～25克/吨金红石原矿，起泡剂为松醇油，酸性调整剂为氢氟酸、盐酸、硝酸、硫酸和磷酸中的一种或几种；
步骤五、将石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆中的金红石与石榴子石分离：用步骤四中的酸性调整剂调整石榴子石和金红石的混合粗精矿矿浆pH值至3.8～4.5，用抑制剂和步骤四中的复合捕收剂实现金红石与石榴子石分离，经过一至二次精选和一次精扫选，得到石榴子石精矿和金红石粗精矿矿浆；复合捕收剂的用量为50克～100克/吨金红石原矿；抑制剂的用量在10～100克/吨金红石原矿，抑制剂为氟硅酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素中的一种或几种；
步骤六、将步骤五中的金红石粗精矿矿浆用磁选机进行磁选，得到二氧化钛含量为90％以上的高品质金红石精矿。
2.根据权利要求1所述的一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法，其特征在于，步骤一中所述矿浆中粒度为-0.074mm的金红石矿质量为金红石原矿质量的30％～70％。
3.根据权利要求1所述的一种榴辉岩型金红石矿的选矿方法，其特征在于，步骤六中的所述磁选机的磁感应强度为300mT～800mT。
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