法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2019-01-08
授权
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2017-12-26
实质审查的生效 IPC(主分类):B02C21/00 申请日:20170605
实质审查的生效
2017-12-01
公开
公开
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种综合回收岩浆岩型磷矿中磷、铁和钛矿物的方法。
背景技术
磷矿是一种重要的工农业矿物原料，主要分布在云、贵、川等南方省市。随着磷肥产业的发展，中国的磷矿需求越来越大；据估计，中国的富磷矿（P2O5>30%）储量11.2亿t，占总储量的22.5%，将在10年后开采耗尽；我国大多数磷矿石属于中低品位磷矿，利用前必须经过选矿富集才能被相关磷化工业使用。
南方磷矿原矿品位较高，但多为粒度细、嵌布紧密、有害杂质含量高的胶磷矿，不易分离，选矿难度大。华北与西北地区有较大储量的含磷岩浆岩型矿石，P2O5品位低至2~5%，此类型矿中常含有>2O5，部分选场将此尾矿中的磷矿浮选回收，作为选矿附产品。随着南磷北运、西磷东运的长距离高额运费造成的成本压力越来越大，这种岩浆岩型磷矿石资源具有巨大潜在价值。
岩浆岩型磷矿石中磷灰石以自形柱状、粒状产出，粒度以粗粒嵌布为主；铁、钛等金属矿物以中细粒嵌布为主，粒度不均匀，其中含钛矿物嵌布粒度极细；由于该矿石通常含有一定量的磁铁矿TFe品位8~15%，大多选厂（例如河钢柏泉铁矿、河北宝通矿业等）首先磁选选出磁铁矿，尾矿脱泥浓缩后浮选回收磷灰石；由于铁的嵌布粒度较细，且相对可磨度较高，在适宜选铁的磨矿条件下，矿石中磷灰石存在严重泥化、过磨现象，且尾矿浓度低，必须经过脱泥、浓缩等工艺才能进入浮选；从而导致浮选选别难度大、处理量小、磷损失严重、回收率低等问题；此外，矿石中存在TiO2含量2~5%的钛铁矿并没有得到回收；因此，针对此类矿石研发一种能综合回收磷、铁、钛矿物的高效选矿分离工艺，有着巨大经济价值和现实意义。
发明内容
针对现有含铁、钛、磷岩浆岩型矿石的“先铁后磷”分选工工艺存在的诸多问题，本发明提供一种综合回收岩浆岩型磷矿中磷、铁和钛矿物的方法，依据磷、铁、钛矿物不同解离粒度及嵌布特征，进行分步解离、阶段选的“先磷再铁后钛”选矿综合回收作业，避免矿物过磨、泥化现象的同时，缩短生产流程并增加处理量。
本发明的方法包括以下步骤：
1、将岩浆岩型磷矿石的原矿进行粗碎，至粒度30mm~50mm，获得粗碎矿；
2、将粗碎矿进行细碎然后筛分，筛分时的筛孔尺寸为2~5mm，获得筛下的细碎矿；
3、将细碎矿给入一段球磨机进行粗磨，磨矿矿浆浓度50~70%，并用螺旋分级机进行分级，获得一段溢流产品的细度为0.074~0.15mm；
4、将一段溢流产品进行一粗三精两扫的正浮选；粗选药剂制度为：对原矿给矿量，水玻璃用量为400~800g/t，捕收剂用量为800~1200g/t，此时粗选矿浆pH值7~8，矿浆质量浓度30~40%；粗选获得的粗选精矿进行三次精选得到磷精矿，精选药剂制度为：对原矿给矿量，每次精选水玻璃用量为100~200g/t；粗选获得的粗选尾矿进行两次扫选得到浮选尾矿，扫选药剂制度为：对原矿给矿量，每次扫选捕收剂用量200~300g/t；每次精选的尾矿、扫选的精矿依次返回上一步浮选工序；正浮选结束后获得浮选精矿和浮选尾矿；其中正浮选精矿作为磷精矿；
5、将浮选尾矿给入二段球磨机进行细磨，并用水力旋流器分离出粒度为0.038~0.045mm的二段溢流产品；
6、将二段溢流产品进行两段弱磁选；第一段弱磁选时磁场强度800Oe~1000Oe，第一段弱磁选获得的一段弱磁选精矿进行第二段弱磁选，第二段弱磁选时磁场强度1000Oe~1500Oe，第二段弱磁选获得的二段弱磁选精矿作为铁精矿；
7、将两段弱磁选获得的全部弱磁选尾矿给入搅拌磨进行超细磨，并用水力旋流器分离出0.015~0.025mm的三段溢流产品；
8、将三段溢流产品进行行两段强磁选，第一段强磁选获得的一段强磁选精矿进行第二段强磁选，第二段强磁选获得的二段强磁选精矿作为钛精矿，两段强磁选的磁场强度为3500~5000Oe，两段强磁选获得的尾矿作为最终尾矿。
上述方法中，步骤2筛分获得的筛上物料返回细碎流程。
上述方法中，步骤3分级后的获得的一段沉砂返回一段球磨机。
上述方法中，步骤4的粗选时间为4~6min、精选和扫选的时间为2~3min，浮选温度30~40℃。
上述方法中，步骤5获得的二段沉砂返回二段球磨机。
上述方法中，步骤7获得的三段沉砂返回搅拌磨。
上述的磷精矿中P2O5品位31~36%，P2O5回收率75~90%；铁精矿中TFe品位64~67%，Fe回收率40~55%；钛精矿中TiO2品位40~49%，TiO2回收率35~60%。
本发明中浮选工序不需要NaCO3调整剂；依据矿石中不同矿物的解离粒度不同，进行阶段磨矿、分步解离、及时分选，从而避免矿物过磨、泥化，解决实际生产中回收率低、生产成本高、产量小、需要脱水、脱泥等问题；这对我国北方大量低品位含铁、钛、磷岩浆岩型矿石的综合利用具有重要的现实指导意义。
附图说明
图1是本发明实施例1中的一种综合回收岩浆岩型磷矿中磷、铁和钛矿物的方法流程示意图；
图2是本发明实施例1中的一粗三精两扫的正浮选流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例中粗碎采用颚式破碎机。
本发明实施例中细碎采用对辊破碎机。
本发明实施例中筛分采用高频振动筛。
本发明实施例中两段弱磁选采用筒式弱磁选机。
本发明实施例中两段强磁选采用立环高梯度强磁选机，
本发明实施例中的岩浆岩型磷矿中P2O5品位2~6%，TFe品位8~16%，TiO2品位2~4%。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明本不限于以下实施例。
实施例1
岩浆岩型磷矿来自河北承德某低品位含磷、铁、钛矿石；成分如表1所示（重量百分比）；
表1
将岩浆岩型磷矿石的原矿进行粗碎，至粒度30mm~50mm，获得粗碎矿；
将粗碎矿进行细碎然后筛分，筛分时的筛孔尺寸为3mm，获得筛下的细碎矿；筛分获得的筛上物料返回细碎流程
将细碎矿给入一段球磨机进行粗磨，磨矿矿浆浓度50%，并用螺旋分级机进行分级，获得一段溢流产品的细度为0.074~0.15mm；分级后的获得的一段沉砂返回一段球磨机；
将一段溢流产品进行一粗三精两扫的正浮选；粗选药剂制度为：对原矿给矿量，水玻璃用量为400g/t，捕收剂用量为800g/t，此时粗选矿浆pH值7，矿浆质量浓度30%；粗选获得的粗选精矿进行三次精选得到磷精矿，精选药剂制度为：对原矿给矿量，每次精选水玻璃用量为100g/t；粗选获得的粗选尾矿进行两次扫选得到浮选尾矿，扫选药剂制度为：对原矿给矿量，每次扫选捕收剂用量200g/t；每次精选的尾矿、扫选的精矿依次返回上一步浮选工序；正浮选结束后获得浮选精矿和浮选尾矿；其中正浮选精矿作为磷精矿；粗选时间为5min、精选和扫选的时间为2min，浮选温度30℃；
将浮选尾矿给入二段球磨机进行细磨，并用水力旋流器分离出粒度为0.038~0.045mm的二段溢流产品；二段沉砂返回二段球磨机；
将二段溢流产品进行两段弱磁选；第一段弱磁选时磁场强度950Oe，第一段弱磁选获得的一段弱磁选精矿进行第二段弱磁选，第二段弱磁选时磁场强度1250Oe，第二段弱磁选获得的二段弱磁选精矿作为铁精矿；
将两段弱磁选获得的全部弱磁选尾矿给入搅拌磨进行超细磨，并用水力旋流器分离出0.015~0.025mm的三段溢流产品；三段沉砂返回搅拌磨；
将三次溢流产品进行行两段强磁选，第一段强磁选获得的一段强磁选精矿进行第二段强磁选，第二段强磁选获得的二段强磁选精矿作为钛精矿，两段强磁选的磁场强度为3500Oe，两段强磁选获得的尾矿作为最终尾矿；
磷精矿中P2O5品位31.58%，P2O5回收率77.97%；铁精矿中TFe品位65.69%，Fe回收率48.98%；钛精矿中TiO2品位41.95%，TiO2回收率36.89%。
实施例2：
方法同实施例1，不同点在于：
（1）筛分时的筛孔尺寸为2mm；磨矿矿浆浓度60%，
（2）粗选药剂制度为：对原矿给矿量，水玻璃用量为600g/t，捕收剂用量为1000g/t，此时粗选矿浆pH值7.5，矿浆质量浓度35%；粗选获得的粗选精矿进行三次精选得到磷精矿，精选药剂制度为：对原矿给矿量，每次精选水玻璃用量为150g/t；粗选获得的粗选尾矿进行两次扫选得到浮选尾矿，扫选药剂制度为：对原矿给矿量，每次扫选捕收剂用量250g/t；
（3）粗选时间为4min、精选和扫选的时间为3min，浮选温度35℃；
（4）第一段弱磁选时磁场强度800Oe，第二段弱磁选时磁场强度1000Oe；
（5）两次强磁选的磁场强度为5000Oe；
（6）磷精矿中P2O5品位33.80%，P2O5回收率81.00%；铁精矿中TFe品位65.89%，Fe回收率52.45%；钛精矿中TiO2品位48.1%，TiO2回收率56.3%。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
（1）筛分时的筛孔尺寸为5mm；磨矿矿浆浓度70%，
（2）粗选药剂制度为：对原矿给矿量，水玻璃用量为800g/t，捕收剂用量为1200g/t，此时粗选矿浆pH值8，矿浆质量浓度40%；粗选获得的粗选精矿进行三次精选得到磷精矿，精选药剂制度为：对原矿给矿量，每次精选水玻璃用量为200g/t；粗选获得的粗选尾矿进行两次扫选得到浮选尾矿，扫选药剂制度为：对原矿给矿量，每次扫选捕收剂用量300g/t；
（3）粗选时间为6min、精选和扫选的时间为3min，浮选温度40℃；
（4）第一段弱磁选时磁场强度1000Oe，第二段弱磁选时磁场强度1500Oe；
（5）两次强磁选的磁场强度为4000Oe；
（6）磷精矿中P2O5品位35.22%，P2O5回收率84.00%；铁精矿中TFe品位66.20%，Fe回收率56.3%；钛精矿中TiO2品位46.60%，TiO2回收率51.90%。
对比例1：
原矿同实施例1；
使用选矿厂现场工艺，即两段阶段磨矿-磁选选铁；磁选尾矿脱水、脱泥后浮选选磷；钛铁矿没有进行回收作业。
（1）将原矿用颚式破碎机进行粗碎至50mm以下；
（2）将粗碎产品用对辊破碎机进行细碎，并用高频振动筛筛分出3mm以下的细碎矿；
（3）将细碎矿给入一段球磨机，磨矿矿浆浓度50%，并用螺旋分级机进行分级，一段溢流产品细度为-0.074mm含量占70%；
（4）将一段溢流产品进行一段磁选拋尾，磁场强度950Oe，磁选精矿进行二段磨矿分级，二段磨矿分级产品细度为-0.045mm含量占80%；
（5）将磨矿分级产品在磁场强度1250Oe下，磁选选出铁精矿，所得铁精矿TFe品位65.21%，回收率47.03%；
（6）将步骤（4）和步骤（5）的磁选尾矿合并，进行脱水、脱泥使矿浆质量浓度为30%，进行一粗三精一扫的正浮选工序，浮选温度30℃，粗选水玻璃用量400g/t，捕收剂用量800g/t，矿浆pH值7（矿浆自然pH值），精选水玻璃用量100g/t，扫选捕收剂用量200g/t，得到磷精矿产品和尾矿，所得磷精矿P2O5品位为30.74%，回收率70.41%。
通过实施例1与对比例1的比较可知，在相同操作参数下，本发明的工艺相比现场生产工艺能避免因二段磨矿导致磷矿过磨、泥化的现象，优化选别环境，各元素回收率及品位均有明显提高。
机译： 一种生产海绵铁并从铝土矿中的赤泥中回收钛和铝的方法
机译： 一种从含有铁和硫化物的金属或金属矿物中回收一个或多个金属矿的方法。 （通过Google翻译进行机器翻译，没有法律约束力）
机译： 一种从矿物硅铁土和污泥中回收油的方法
