低品位红土型风化钛砂矿联合选矿工艺

技术领域

本发明涉及一种低品位红土型风化钛砂矿联合选矿工艺，特别是对二 氧化钛含量在5%以下的原矿或尾矿，先进行“弱磁－强磁”预处理工 艺，再进行“重选-再磨-重选”、“重选-再磨-浮选”、“再磨-浮选 ”联合选矿工艺，属选矿技术领域。

背景技术

中国钛资源储量居世界之首，具有工业价值的钛矿床可大分为岩浆钛 矿床（原生矿）和钛砂矿两大类。依所含矿物种类不同，原生钛铁矿 可分为磁铁钛铁矿及赤铁钛铁矿两类；砂矿产可分为金红石型砂矿和 钛铁矿型砂矿两类。世界上大约95%的钛赋存在原生钒钛磁铁矿中，主 要分布在我国攀西地区；其次为钛铁矿砂矿，主要分布在云南、海南 和两广等地。钛铁矿砂矿在形成过程中被风化，一些可溶成分被溶出 ，同时又夹带了一些贵重矿物，因此往往与锆英石、独居石等共生。 这些矿物的特点是Fe₂O₃含量较高，矿物结构比较疏松，脉石含量较少 ，容易用选矿方法将钛矿物与其它成分分离。因此，钛砂矿的利用率 较高。

云南省钛资源储量约为4000万吨，均为风化较好的风化钛矿，但含泥 重，脉石矿物多以高岭土、石英及针铁矿组成。目前风化钛矿的生产 开采均采用“水采水运”的方式，选矿工艺采用“重选—弱磁”联合 选矿工艺。重选一般采用螺旋溜槽粗放型的选矿设备，原矿含泥量大 对螺旋溜槽的分选干扰较大，对细颗粒钛矿物选别效果较差，特 别对细粒级（小于37微米）钛颗粒的回收利用率较低，造成钛选矿回 收率较低，约为35%左右。另外，在生产流程中为提高钛精矿含量，采 用“弱磁”工艺脱除强磁性含铁矿物，弱磁处理工艺后的产品中含二 氧化钛为20～27%左右，含铁为50%左右。对于这一部分产品中的钛和 铁没有很好的加以回收利用，钛矿的利用率低，造成资源损失也是很 大的。

韩远燕于2010年12月发表的名称为《云南省低品位钛砂矿选矿工艺研 究文章》，文章公开一种采用螺旋溜槽预选抛尾、摇床精选、摇床中 矿再磨再选工艺流程，其中原矿中二氧化钛含量为9.46%,最终得到二 氧化钛含量达47.10%、回收率为51.47%的钛精矿。

此外,现有选矿工艺只适用于原矿中含量大于5%以上的低品位钛砂矿， 对原矿中含二氧化钛低于5%以下的低品位钛砂矿或者已经通过其它选 矿工艺处理后含二氧化钛含量为2～20%的尾矿，都无法再选，大量低 品位原矿或尾矿被作为废物抛弃，资源浪费严重。

发明内容

本发明的目的在于上述现有红土型风化钛砂矿选矿技术不足，发明一 种针对红土型风化钛砂矿进行“弱磁-强磁-重选-再磨-重选”联合选 矿工艺，特别是低品位红土型风化钛砂矿或者其它经过传统方式选矿 产生的低品位尾矿，采用先进行“弱磁-强磁”预处理，再进行重选- 再磨-重选 、重选-再磨-浮选或者再磨-浮选常规选矿处理，以提高 原矿或尾矿中钛精矿的回收率，减少资源浪费。

本发明低品位红土型风化钛砂矿联合选矿工艺的是通过下列 步骤完成:先对含二氧化钛为2～20%的红土型风化钛砂矿原矿或者经过 其它选矿方式处理后含二氧化钛为2～20%的尾矿进行弱磁－强磁预处 理，随后再进行重选-再磨-重选、重选-再磨-浮选或者再磨-浮选常规 选矿处理,具体步骤是：

(1) 原料准备：选用含二氧化钛为2～20%的红土型风化钛砂矿原矿或 者经过其它选矿方式处理后含二氧化钛为2～20%的尾矿为原料；加水 后经过常规搅拌或磨矿后，获得细度为1～0.037mm；

(2) 弱磁磁选：矿浆在磁选机中，采用湿式弱磁磁选工艺，其中弱磁 磁场强度为0.05～0.3T时，获得的铁精矿含铁为15～70%、获得的含二 氧化钛为5～40%；以及弱磁尾矿含二氧化钛为5～40%；

(3) 强磁磁选：对步骤（2）中获得的弱磁尾矿，再进行强磁磁选处 理，其中强磁磁场强度为0.3～1.4T时，得到钛粗精矿含二氧化钛为1 5～45%和最终尾矿含二氧化钛为0.01～2%；对二氧化钛大于2%的最终 尾矿,再回收利用，回到步骤（1）进行二次选矿处理；

（4）对步骤（3）中获得的钛粗精矿再进行常规重选-再磨-重选、  重选-再磨-浮选或者再磨-浮选处理，最终得到钛精矿产品含二氧化钛 为40～50%。

上述步骤（1）经过搅拌或磨矿后，细度为1～0.037mm；步骤（2）弱 磁选磁场强度为0.05～0.3T；弱磁选尾矿再采用强磁选工艺进行选别 ，步骤（3）强磁磁场强度为0.4～1.4T；预先脱出尾矿产率为30%～9 5%。

所述的红土型风化钛砂矿原矿通过采用弱磁-强磁联合流程预 先抛尾，得到铁精矿含铁15%～70%，钛粗精矿二氧化钛含量为5～40% ，二氧化钛回收率40%～95%；尾矿二氧化钛含量为0.01%～2%，二氧化 钛回收率5%～60%；抛尾产率达到30～95%。

本发明工艺联合选矿红土型风化钛砂矿通过“弱磁-强磁”预处理工艺 后,可抛掉大量的富含高岭土矿物的矿泥，简化工艺流程，得到的钛粗 精矿含泥量少，易于进行后续的处理，如后续进行浮选、摇床重选等 工艺时可避免矿泥的干扰，获得的钛精矿品位和回收率都较高，且强 磁磁选对细粒级（小于37微米）钛颗粒的回收较为有利,为后续“重选 -再磨-重选”处理工艺，提供非常好的条件，使得钛回收率较高，同 时让矿样中的铁含量提高，增加了附加值。

具体实施方式

先对含二氧化钛为2～20%的红土型风化钛砂矿原矿或者经过其它选矿 方式处理后含二氧化钛为2～20%的尾矿进行弱磁－强磁预处理，随后 再进行重选-再磨-重选、重选-再磨-浮选或者再磨-浮选常规选矿处理 ,具体步骤是：

（1）原料准备：选用二氧化钛含量为2～20%的红土型风化钛砂矿原矿 或者经过其它选矿方式处理后二氧化钛含量为2～20%的尾矿为原料； 加水后经过常规搅拌或磨矿后，获得细度为1～0.037mm；

（2）弱磁磁选：矿浆在磁选机中，采用湿式弱磁磁选工艺，其中弱磁 磁场强度为0.05～0.3T时，获得的铁精矿铁含量为15～70%、二氧化钛 含量为5～30%；以及弱磁尾矿二氧化钛含量为5～40%；

（3）强磁磁选：对步骤（2）中获得的弱磁尾矿，再进行强磁磁 选处理，其中强磁磁场强度为0.3～1.4T时，得到钛粗精矿二氧化钛含 量为15～45%和最终尾矿二氧化钛含量为0～2%，对二氧化钛含量大于 2%的最终尾矿,再回到步骤（1）进行二次选矿,

（4）对步骤（3）中获得的钛粗精矿再进行常规重选-再磨-重选、重 选-再磨-浮选或再磨-浮选处理，最终得到钛精矿产品二氧化钛含量为 40～52%。本发明操作步骤是：

（1）采取红土型风化钛砂矿原矿或者其它传统方式选矿产生的低品位 TiO₂尾矿，进行搅拌或磨矿后得到矿浆；

（2）对搅拌或磨矿后的原矿矿浆采用弱磁磁选得到铁精矿和弱磁尾矿 ；

（3）对弱磁尾矿采用强磁磁选得到钛粗精矿和尾矿，实现对红土型风 化钛砂矿原矿的大量抛尾，抛掉大量的矿泥。其中：所述的红土型风 化钛砂矿原矿可以为含二氧化钛 2～20%，钛粗精矿含二氧化钛 15～ 48%，钛 回收率为70%～95%。

实施例1：（采取二氧化钛含量为2.0%的尾矿为原料）

（1）原料准备：选用经过其它选矿方式处理后二氧化钛含量为2.0%的 尾矿为原料；加水后经过常规搅拌或磨矿后，获得细度为1～0.037mm ；

（2）弱磁磁选：矿浆在磁选机中，采用湿式弱磁磁选工艺，其中弱磁 磁场强度为0.05T时，获得的铁精矿铁含量为15～70%、二氧化钛含量 为5～30%；以及弱磁尾矿二氧化钛含量为5～40%；

（3）强磁磁选：对步骤（2）中获得的弱磁尾矿，再进行强磁磁选处 理，其中强磁磁场强度为0.3T时，得到钛粗精矿二氧化钛含量 为15～45%和最终尾矿二氧化钛含量小于2%；

如果化验后最终尾矿中二氧化钛含量大于2%,可再将尾矿回收利用，按 步骤（1）进行二次联合选矿,直至最终尾矿中二氧化钛含量小于2%。

（4）对步骤（3）中获得的钛粗精矿再进行常规重选-再磨-重选处理 ，最终得到钛精矿产品产率为3.20%，二氧化钛含量为40.65%，回收率 为65.04%。

实施例2：（采取二氧化钛含量为5.0%的尾矿为原料）

处理步骤与实施例1相同，对含TiO₂ 5.0%的尾矿进行搅拌或磨矿后， 入选粒度为-0.45mm；采用“弱磁－强磁”选矿流程得钛粗精矿；弱磁 选磁场强度为0.2T；强磁磁场强度为1.1T，钛粗精矿产率18.60%，二 氧化钛含量为18.60%,回收率为69.38%。

实施例3：（采取二氧化钛含量为3.0%的尾矿为原料）

处理步骤与实施例1相同，对含TiO₂ 3.0% 的尾矿进行搅拌或磨矿后 ，入选粒度为-0.45mm；采用“弱磁－强磁”选矿流程得钛粗精矿；弱 磁选磁场强度为0.13T；强磁磁场强度为1.0T，钛粗精矿产率4.60%， 二氧化钛含量为26.98%,回收率为49.04%。

实施例4：（采取二氧化钛含量为4.0%的尾矿为原料）

处理步骤与实施例1相同，对含TiO₂ 4.0%的尾矿进行搅拌或磨矿后， 入选粒度为-0.45mm；采用“弱磁－强磁”选矿流程得钛粗精矿；弱磁 选磁场强度为0.12T；强磁磁场强度为0.9T，钛粗精矿产率10.60%，二 氧化钛含量为24.25%,回收率为64.26%。

实施例5：（采取二氧化钛含量为9.0%的尾矿为原料）

处理步骤与实施例1相同，对含TiO₂ 9.0%的尾矿进行搅拌或磨矿后， 入选粒度为-0.45mm；采用“弱磁－强磁”选矿流程得钛粗精 矿；弱磁选磁场强度为0.16T；强磁磁场强度为0.8T，钛粗精矿产率4 5.73%，二氧化钛含量为24.25%,回收率为81.40%。

实施例6：（采取含二氧化钛为20.0%的尾矿为原料）

处理步骤与实施例1相同，对含TiO₂ 20.0%的尾矿进行搅拌或磨矿后 ，入选粒度为-0.45mm；采用“弱磁－强磁”选矿流程得钛粗精矿；弱 磁选磁场强度为0.25T；强磁磁场强度为1.3T，钛粗精矿产率39.60%， 二氧化钛含量为47.35%,回收率为93.75%。

实施例7：（采取红土型风化钛砂矿，原矿含二氧化钛 2.00%）

处理步骤与实施例1相同，对含二氧化钛 2.00%的原矿进行加水搅拌 或磨矿后，入选粒度为-0.45mm；采用“弱磁－强磁”选矿流程得钛粗 精矿；弱磁选磁场强度为0.18T；强磁磁场强度为1.2T，钛粗精矿产率 9.60%，二氧化钛含量为15.63%,回收率为75.02%。

实施例8：（采取红土型风化钛砂矿，原矿含二氧化钛 3.53%）

处理步骤与实施例1相同，对含二氧化钛 3.53%的原矿进行加水搅拌 或磨矿后，入选粒度为-0.45mm；采用“弱磁－强磁”选矿流程得钛粗 精矿；弱磁选磁场强度为0.3T；强磁磁场强度为1.4T，钛粗精矿产率 5.60%，二氧化钛含量为35.60%,回收率为56.48%。

实施例9（采取红土型风化钛砂矿，原矿含TiO₂ 8.84% ）

处理步骤与实施例1相同，对含二氧化钛 8.84%原矿进行加水搅拌或 磨矿后，入选粒度为-0.28mm，采用弱磁－强磁-重选选矿流程得钛精 矿；弱磁选磁场强度为0.1T；强磁磁场强度为1T，钛精矿产率14.90% ，二氧化钛含量为48.55%,回收率为81.83%。

实施例10：（采取红土型风化钛砂矿，原矿含二氧化钛 10.00%）

处理步骤与实施例1相同，采取含二氧化钛 10％的红土型风化 钛砂矿，对原矿进行搅拌或磨矿后，入选粒度为-0.20mm，采用弱磁－ 强磁-浮选选矿流程得钛精矿；弱磁选磁场强度为0.1T：强磁磁场强度 为0.8T，钛精矿产率17.25%，二氧化钛含量为48.97%,回收率为84.47 %。

实施例11：（采取红土型风化钛砂矿，原矿含二氧化钛  18.77%）

处理步骤与实施例1相同，采取红土型风化钛砂矿，对含二氧化钛  18 .77%原矿进行搅拌或磨矿后，入选粒度为-0.20mm， 18.77%。采用弱 磁－强磁-重选选矿流程得钛精矿；弱磁选磁场强度为0.2T：强磁磁场 强度为1.2T；钛精矿产率35.20%，二氧化钛含量为49.62%,回收率为9 3.05%。

实施例12：（采取红土型风化钛砂矿，原矿含TiO₂  20.00%）

处理步骤与实施例1相同，采取红土型风化钛砂矿，对含TiO₂  20.00%原 矿进行搅拌或磨矿后，入选粒度为-0.20mm，采用弱磁－强磁-重选选 矿流程得钛精矿；弱磁选磁场强度为0.15T：强磁磁场强度为0.6T；钛 精矿产率38.02%，二氧化钛含量为49.39%,回收率为93.89%。

本说明书中表1和表2是相同矿样、采用不同传统选矿方式的试验结果 。表3是采用本发明联合选矿方法进行的试验结果。

表1、传统的螺旋溜槽重选抛尾试验结果

表2、采用传统“弱磁-强磁”联合工艺试验结果

表3、针对低品位矿样，采用本发“弱磁-强磁”联合工艺试验结果

表4:上述各实施例中各种矿样指标对比表

注：主要针对实例1～12各矿样进行了弱磁－强磁流程验证试验。

从表3中可以看出，本发明钛精矿二氧化钛含量为47.14%，尾矿中二氧 化钛含量只有0.3%，回收率为65%，提高了30个百分点。