陕南地区角闪岩型难选金红石矿选矿试验研究
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江苏某原生金红石矿选矿试验研究
张革利;李洪强;陈迎新;姜振胜
【期刊名称】《化工矿物与加工》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】江苏东海某金红石原矿TiO_(2)品位为4.01%,通过浮选试验研究了其获得合格金红石精矿的可行性,结果表明:该原矿的最佳磨矿细度为-0.074 mm质量分数占47.36%,最佳脱泥时间为1 min。
粗选正交试验显示氟硅酸钠用量是影响精矿TiO_(2)品位和回收率的显著因素,粗选较优的药剂制度为硝酸铅用量300 g/t、氟硅酸钠用量800 g/t、SPA用量600 g/t、水玻璃用量200 g/t。
在此条件下,采用一粗一扫两精的开路浮选工艺流程处理金红石原矿,对所得浮选精矿在50 A磁选电流下进行磁选,可以得到金红石精矿TiO_(2)品位为84.68%、回收率为65.27%的优异指标;同时,磁选尾矿为钛铁矿,其TiO_(2)品位为47.59%,亦达到了我国对钛铁矿中钛品位的要求。
【总页数】8页(P22-29)
【作者】张革利;李洪强;陈迎新;姜振胜
【作者单位】湖北大峪口化工有限责任公司;武汉工程大学资源与安全工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TD952.7
【相关文献】
1.某金红石矿区富矿体特征及其矿选矿试验研究
2.陕南地区角闪岩型难选金红石矿选矿试验研究
3.某金红石矿选矿试验研究
4.陕西某微细粒难选金红石矿选矿试验研究
5.江苏某金红石矿工艺矿物学及选矿特性研究
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细粒难选金红石矿粗选抛尾研究进展陈龙,高利坤,戚鹏,董方(昆明理工大学,省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明,650093)摘要:我国金红石资源多为原生金红石矿,且大多品位较低,嵌布粒度细,矿石性质复杂,属于难选矿石,选矿成本过高导致大量金红石资源不能得到开发利用。
如何有效降低金红石选矿成本以及提高资源的综合利用率是金红石选矿研究的重点。
本文综述了我国近年来对细粒难选金红石矿粗选抛尾研究进展,对相关的选矿工艺特点及规律做出了总结,指出了现阶段存在的问题和新的研究方向。
关键词:细粒;金红石;粗选;抛尾doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2015.04.00x中图分类号:TD951 文献标志码:A 文章编号:1000-6532(2015)04-00我国钛矿资源丰富,98%左右为钛铁矿,只有2%左右的金红石[1]。
金红石是世界上含钛最高的矿物,含TiO290%~99%,是生产高档钛白粉、电焊条和金属钛及钛合金的主要原料[2]。
与国外相比,我国金红石资源主要为原生金红石矿,储量占全国金红石资源的86%,且大多品位较低,嵌布粒度细,矿石性质复杂,属于难选矿石,选矿成本偏高[3]。
目前,我国原生金红石矿开发规模很小,金红石需求主要依赖进口,因此,加强对细粒难选金红石选矿的研究,合理开发利用国内原生金红石矿意义重大。
由于我国金红石矿大多品位较低,嵌布粒度微细,因而导致我国金红石选矿需分为两个阶段进行[4]。
第一阶段为粗选,常采用重选或浮选法来大量抛尾和脱除矿泥,获得金红石粗精矿,抛尾可以减少进入精选阶段的矿量,提高选矿处理能力,降低选矿成本,脱泥可以降低矿泥对后续选别过程的影响;第二阶段为精选,为得到合格精矿产品,精选流程相对复杂,常需采用浮选、磁选、电选、酸洗等多种工艺联合处理,使粗精矿的品位进一步提高,达到所能利用的工业标准。
我国大量原生金红石资源不能得到有效利用,主要原因是选矿成本过高。
金红石选矿工艺
金红石,又称金红石矿,是一种重要的金属矿石,主要含有铁、钴和铜等金属元素。
金红石的选矿工艺是指对金红石矿石进行提纯和分离的过程,以便提取其中的有用金属。
金红石选矿工艺的主要步骤包括破碎、磨矿、浮选和精选等。
首先,将金红石矿石经过破碎机进行初步破碎,使其颗粒大小适合后续的磨矿工艺。
接着,将矿石送入磨矿机进行细磨,以增加矿石表面积,有利于浮选剂的吸附。
浮选是金红石选矿工艺中最关键的步骤之一。
在浮选过程中,通过向磨矿后的矿浆中添加适量的浮选剂,使金红石颗粒与浮选剂发生吸附作用,从而使金红石矿石在水中浮起,而非金属矿石则下沉。
通过控制浮选时间和浮选剂的种类和用量,可以有效地分离金红石矿石中的金属元素。
精选是金红石选矿工艺的最后一步,主要是对浮选后的金红石浓缩物进行进一步的分离和提纯。
通过重复浮选和离心等方法,可以将金红石矿石中的有用金属元素提取出来,得到高纯度的金属产品。
金红石选矿工艺的成功与否取决于工艺流程的合理性和操作技术的熟练程度。
在实际生产中,需要根据矿石的特性和金属元素的含量,选择合适的选矿工艺流程,并通过不断优化和改进,提高金红石选矿的效率和产出率。
总的来说,金红石选矿工艺是一项复杂而重要的工艺过程,对于提高金红石矿石的综合利用率和金属品位具有至关重要的意义。
只有不断提高工艺水平,探索创新技术,才能更好地实现金红石矿石的资源价值,推动矿业行业的可持续发展。
2008年8月A ugust,2008 矿 床 地 质 M IN ERA L DEPOSI TS第27卷 第4期Vol.27 No.4文章编号:0258-7106(2008)04-0520-11金红石矿床的类型、分布及其主要地质特征赵一鸣(中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037)摘 要 金红石及其同质多象(锐钛矿)是钛的氧化物中最具经济意义的矿产资源,也是中国当前短缺和重要的急需矿种之一。
金红石矿床产出的大地构造背景主要是古老地盾区及其边缘或褶皱带中的变质地体。
全球范围内,主要的金红石矿床可分为4个大类,即:变质的、与侵入岩有关的、沉积的和风化的,它们又可以分为12个类型,其中,第四纪海滨沉积砂矿是最重要的类型,榴辉岩型、碱性岩风化型和河流沉积砂矿型次之;碱性辉石岩中的钙钛矿、角闪岩型和斑岩铜(钼)矿伴生的金红石矿床经济潜力很大。
大多数金红石富矿床来自榴辉岩型、与侵入岩有关的热液交代型和深度风化的碱性岩型,但在变质(粉)砂岩型和古沉积砂矿型中也有富矿床产出。
关键词 地质学;金红石矿床;类型;分布;主要地质特征;综述中图分类号:P618.47 文献标志码:AGenetic types,distribution and main geological characteristics of rutiledepositsZHAO YiM ing(Institute of M ineral Resources,Chinese Academy of G eological Sciences,Beijing100037,China)AbstractRutile and its isomeric mineral—anatase have the most impo rtant economic significance among titanium mineral resources and constitute one of the badly needed mineral resources currently in China.The m ajor rutile deposits may be divided into four ty pes,namely,metamorphic,igneous-related,sedimentary,and weathered. They may be further divided into12sub-types.Among them,the young sedimentary rutile deposits are econom-ically most im portant,follow ed by eclogite type and deeply weathered alkalic py ro xenites.Some deposit types, such as rutile from amphibolite,and rutile by product from porphyry Cu-Mo deposits,are likely to become eco-nomic resources in the near future.Geo tectonically,the rutile deposits are mostly distributed in ancient shields and their margins as well as w ithin metamorphic terranes of the folding regions.M ost of rutile-rich o res came from deposits of eclogite type,metasomatic zones of igneous-related deposits,and deeply w eathrerd alkalic py-roxenites.Nevertheless,in metamo rphic sandstone(siltstone)deposits and ancient placer deposits,rich ores may also occur.Key words:geology,rutile deposits,genetic ty pes,distribution,main geolog ical characteristics, comprehensive本文得到国家自然科学基金项目(40773038)、内蒙古自治区地勘项目(05-1-TK01)和中央级公益性科研院所基本科研业务费资助项目(K0714-3)的联合资助第一作者简介 赵一鸣,男,1934年生,研究员,长期从事金属矿床地质地球化学研究。
陕西省商南县新庙金红石矿岩石特征及矿床成因初析7,衫科第l7卷第2胡陕西地质科技情报1992年B月一陕西省商南县新庙金红石矿床岩石特征及矿床成因初析蓬,————————一,(陕西省地矿局第十三地质队)//埔要I新庙金红石矿床之含矿岩石主要为含金红石的黑云角闪片岩,斜长角闲片岩,绿帘角闪片岩和角闲片岩.其特征为暗绿色一黑绿色,鳞片柱状变晶结构,片状,平行状构造.成矿原岩为一套富钛贫硅的偏碱性,基性火山岩.矿床形成机制是地壳型风镇一山阳断裂带,长期活动目『发了富钛基性岩浆的断续喷发沉积.为矿床的形成提供了条件和场所.并认为该矿床属基性火山喷发一沉积变成型层控矿床.关键词I金红石矿床}矿床成因}基性火山喷发沉积变成型层控矿床,侠西商南新庙金红石矿床地质勘探工作已由陕西地矿局十三地质队完成,金红石储量规模达大型,并已确定其具有巨大的工业远景.笔者有幸参加了该矿床地质工作,现就矿床的含矿岩石特征爱矿床的成因机制试作以探讨.1区域地质背景及含矿岩系1.1区域地质背量矿床所属含矿岩系处于秦岭帮皱系东段礼县一柞水华力西褶皱带南缘和南秦岭印吏褶皱带北缘之衔接地段.南侧为风镇一山阳断裂带,北侧有唐藏一商南断裂带,两断裂带均呈北西西向展布.含矿岩系紧傲风镇一山阻断裂带的旁支断裂一青山街断裂分布在长约40kin,宽约0.4—2km的狭长地带内.总体为倾向北北东,倾角60.--75.的单斜构造.在该岩系中,白东向西分布有河南西峡八庙一重阻沟金红石矿床(大型),陕西商南青山一新庙金红石矿床(大型)和过风楼金红石矿床(中型).各矿床的含矿岩石均与新庙矿床相似.它们共同组成陕豫金红石矿带.1.2吉矿岩系在工作区内出露长度为5.6kin,宽l~2km.岩系下部主要为一套变质硅质,混质碎屑岩央变质基性火山岩,变质碳酸盐岩,上部为一套变质基性火山岩夹变质碳酸盐岩.层位较稳定,各层之间均为整合接触关系.按岩性组合由上至下依次为.④含金红石黑云角闪片岩,斜长角闲片岩,角闲片岩夹薄至中层状白云石大理岩,含透闲石白云石大理岩.金红石工业矿体赋存于该层下部.最大厚度为425m.③二云石英片岩,含石榴石二云石英片岩,方解石英粒岩为主,夹黑云角闪白云石大理窿西地质科技情报岩,含金红石绿帘角闲片岩和石英岩.最大厚度为180m.◎含金红石黑云角闪片岩,角闲片岩,斜长角闲片岩为主,偶夹薄层黑云角闪大理岩.最大厚度为103m.在矿区东部,该层底部被青山街断裂破坏面消失饴尽.2含矿岩石及其矿物特征2-l含矿岩石特征t含矿岩石主要为含金红石的黑云角闪片岩,斜长角闲片岩,绿帘角闲片岩和角闪片岩等,因均含金红石,所以统称为含矿片岩.含矿片岩呈暗绿一黑绿色,鳞片柱状变晶结构,片状,平行构造发育,分结条带清楚.个别薄片可见残余杏仁构造.片状,柱状矿物定向排列.主要矿物为角闪石,黑云母,斜长石(中长石,更长石),绿帘石等,含钛矿物有金红石,钛赤铁矿和榍石.矿物含量为.角闪石7—94,平均61.3,黑云母1—52,平均19.5’斜长石1--35,平均9.44,金红石1—3,平均1.76,褶石0—2,平均0.76.2.2矿物特征角闲石t兰绿,兰紫及紫色,自形,半自形柱状晶体,柱长O.2—1.4ram,宽0.1—0.4ram,长宽比为1:1—3:1.黑云母黄褐,褐绿及褐红色,鳞片状,片径0.3—0.8ram.金红石t风化带以褐红色为主,少量淡绿色,深部呈灰色.透明一半透明,金刚光泽,自形粒状,柱状晶体,径0.03—0.15ram,最大0.3ram.在矿石中一般呈散点状,浸染状或粒状集合体分布.褶石;淡黄色,透明,油脂光泽,信封状,乳滴状或纺锤状,径0.01—0_05mm.多分布于角闪石和黑云母粒间或其中,含量与金红石互为消长.3岩石化学成分特征及原岩恢复3-l岩石化学成分从表1中可以看出,岩石全钛值相近,但金红石(TiO=)含量却相差悬殊.含金红石片岩中T,ri含量为3.72—4.86,平均4.36;TiOt含量为0.8—3.1,平均2.38%.不含或含微量金红石片岩的TTIO.含量为3.72—4.16,平均3.96,TIO:含量仅0.00—0.05,平均0.02.直观上髓显示出这两者之间差别的唯一原因,就是它们各自的SiOt含量不同,前者SIO含量为2.16—41.94%,平均38.1o%,后者SiOt含量为45.20—46.65,平均46.02%.显然,岩石中SiOz含量的多少决定了TiO 含量的高低.实际情况也反映出这一特征.按含或不含金红石的片岩分别统计,结果为.含金红石片岩中的榍石含量为0—2,不含金红石片岩中的榍石含量为2—5.在薄片中也可常见榍石增多处则金红石含量减少的现象.这表明t在成矿过程中当岩石内SiOz含量较高时,原岩中的Ti有利于形成榍石ECaTi(Si0?)03,反之,则有利于金红石ETi%3的形成.另外,角闲石呈兰紫,紫色者均见于含金红石片岩中,而不台或台微量垒红石片岩中的角闪石则多呈兰绿色.这种现象也直接反映了含矿岩石的偏碱性特征.第1T卷第2瑚萝凌陕西省亩南县薪庙金红石矿束岩石特征及矿束成园初抒囊1帮庙r区岩石化学全分析螬果裹(%)厩分类序岩性Ti02TTiChSiO4Al2OsFs~OsFeOCaOMgO』K20Na,OMnOO5烧失量号1云角闪片岩3.094.8638.29iO.gO8.833.2}11.TI8.84I.30l2.870.i3O.88g6O2蒜云角闪片岩0.804.6B41.52iO.5OT.460.i010.i51i.92I.72f0.28O.i80.T42.27古13.gBg.g52.90l2.64O.17O.58l4.48盒3蒜云角闪片岩3.iO4.2132.387.Tl3.74B.32lI.Ii3.97i.3.500.180.633.48005i.6州4.420.210.564.88g.952.18l3.800.2l0.635.361O.8i1.70l3.500.17O.5Ol3.TOi0.582.1O}4.200.200.676.8l红4黑云角闲片岩2.9i4.T340.437.786.T88.8210.25il.35i.32】1.20O.17O.634.gO石片5黑云角阿片岩i.834.0640.84g.3i4.30.24岩8角闪片岩2.404.2I$g.16g.5i5.885.50类T角闵黑云片岩1.6T3.T232.i6T.033.696.i88黑云方解角闵片岩2.9i4.3637.4lT.824.T66.809方解斟长角闲片岩2.744.434I.948.724.936.2O不舍或舍一__——l0斟长黑云角闲片岩0.054.1B45.21e.584.6OT.58lI.I9iO.402.18lt200.26O.610.80微量金红l1抖长黑云角闲片岩O.OO4.0048.85i0.504.87.I49.947B72.IO:4.200.22O.82I.28石片岩羹I2蒜云斟长角侗片岩O.003.7246.2210.645.88B.I210.3ie.682.30I3.800.200.82O.808.2原岩恢复在矿区以至整个金红石矿带内,含矿岩石所处的层位均较稳定,并与围岩(变质碎屑岩,变质碳酸盐岩)呈整台接触关系,具沉积特征.但含矿岩石中残存有变杏仁构造,又具火山岩特征.含矿岩石之矿物组台以角闪石为主,黑云母,斜长石等在岩石中含量互为消长}既缺失正常沉积岩所特有的锆石,电气石等微量矿物,又大多夹或与镁质碳酸盐岩互层.根据A.H.扎瓦里菠基岩石化学成分计算,上述12件这品在扎氏投影图上反映为霞石玄武岩一大洋区(图略),又根据 A.K.米德牟斯特岩石分类方案(1972),它们分别落于苦撖一霞石岩类和碱性玄武岩类的范围.故此,含矿岩石之原岩应为富铁贫硅的偏碱基性火山岩(喷发一沉积相).4成矿条件4.1构造环境矿区南侧为区域性深大断裂凤镇一山阳断裂带的旁支断裂,即青山街断裂.该断裂破碎带在工作区内出露宽度为百余米至1km,主断面倾向北北东,倾角6O.一78..据矿区工作所获资科及区域资料,表明该断裂具多期活动性质.显然,深大断裂的存在为含矿层的成生提供了良好的空间和条件.矿区变质火山岩层的出露,展布情况也表明,青山街断裂的多期活动至少曾引发过三次基性岩浆的喷发,只是第二次喷发活动较第一,三次规模小些罢了.因此,地壳的张裂引起富钛基性岩浆的喷发,是形成本类金红石矿床的首要条件.4.2成矿物质来源成矿物质来源于地幔.表现在古矿岩石的贫硅富钛,镁,多钙及碱性组陡西地质科技情报表2新庙矿区耆矿片岩与基性火山岩岩石化学成分对比表()岩性TiOjJSiOIFe~08AlFeOCaOMgOONa20MnOO备注拉斑玄武岩(太惮)1.80【49.302.4015.208.ooto.808.30o.242.6oo.1T1.ooI 拉斑玄武岩2.1144.T15.3315.1Oe.e09.32T.I5I.7T3.96o.20o.872碱性植植玄武岩2.50l43.554.47t4.088.398.24T.801.553.75日131.oo3 黑云角闲片岩2.35l38.296.029.245.9611.801O.93I.T52.68o.ITo.6841一海恩特曼(1972)平均值2.3一{i旷北双借埙平均值4一商南新庙(t99I)平均值分中富钠等方面.原岩中所含的钛元素为金红石矿床的形成提供了所必需的物质基础.4.3后船变质作用金红石矿床的最终形成,与区域变质作用密切相关.从表2可以看出含矿岩石的化学成分有着较为一致的相似性,说明含矿岩石的化学成分比较稳定,矿物的聚集或迁移程度均不明显.这也表明变质作用是在封闭条件下进行的,为区域变质作用的范畴.含矿岩系之岩石片状和平行构造发育,主要变质矿物为黑云母,白云母,石英,铁铝榴石,方解石等}含矿岩石的变质矿物组台以角闪石,斜长石,黑云母和绿帘石为主,表明其变质梯度应在高绿片岩相到绿帘一角闪岩相之间.5矿床形成机制探讨众所周知,做为地壳断裂型的风镇一山阳断裂带至少在晚元古代早期就有所活动.前面也论述到该断裂带的存在为含矿岩系的形成提供了环境和空间.现试以已知的地质现象推论未知的地质发展过程.5.1含矿岩系形成阶段为海相喷发一沉积过程.深太断裂的多次剧烈活动,引发了富钛基性岩浆的断续喷发一沉积.在岩浆活动间断时期,沉积了海相的碎屑岩和碳酸盐岩.形成现在区内各类岩石一变质碎屑岩类,变质基性火山岩和变质碳酸盐岩类相问分布,连续过渡的景观.5.2盒红石形成阶段在本区地壳迅速下降并大量沉积巨厚的陆源碎屑后,在其压固,成岩的漫长过程同时,本地区的含钛岩石经历了较强的静压,热流变质作用.在变质作用过程中,原岩内呈分散状态的钛在新的温度,压力和酸碱度等条件下重新组合产生金红石.大量生成并在容矿岩石中富集的金红石形成了可供工业利用的金红石矿体.综上所述,新庙金红石矿床属基性火山喷发一沉积变成墅层控矿床. (下转32页)侠西地藏科技情报另外,还应该看到,下一代的计算机是智能型计算机,机助制图也必然向智能化方向发展,产生各种智能型机助制图系统.数据库技术也将与人工智能相结合,产生各种各样的知识厍,制图专家系统等,这也并不是很遥远的事了.最后简单地谈一下我国镪印技术的发展状况.在地图制印方面,由于新理论新技术新方法的不断涌现,现代材料科学技术,感光化学技术,电子机械技术,色度学理论的发展,电子计算机技术的应用,促使我国的地图制印技术发展很快,自动分版刻图,静电绘图,数字化自动分版,电子自动设色系统,四色印刷等先进技术工艺使地图制印理论和技术发生了彻底变革.侧如,在地图制印工艺中(包括彩色地质图件的制印),传统的专色制印工艺,用色多,工艺复杂,成本高,生产周期长.通常制印一幅彩色地质图一般需要十七,八种色,多则达二十几种色,这种落后的工艺还使用图件的复镪精度光泽,质地的印刷质量受到一定影响,很难满足使用要求.因此采用四色印剧和减色印刷新工艺已成为地图制印学科发展的重要方向.所谓四色印刷系指以色度学和彩色图象复制原理指导地图生产,用黄,品红,青,黑四色油墨再现色彩原图的技术方法.这种多色地图印刷工艺具有用色少,成本低,工艺筒匣,成图周期短为特点,在国内外都l起地图设计与生产界的高度重视,并得剪迅速发展.同时,微型计算机的普及应用,有力地促进了激光照排系统的发展.传统的铅字排版工艺被微机排版所代替,已经成为必然趋势.微机照排技术被公认为印刷界的一次革命,已经产生了巨大的影响,多数印li6单位都先后l进了这种新技术.近几年来,徽机照排设备硬,软件技术发展都很快,水平不断提高,目前国内代表性的激光照排系统是华光Y型和北大方正照排系统.随着文字处理系统的完善,图形图像处理系统进一步开发,激光照排系统将使文,图印刷实现全自动化.参考文■(略)(上接16页)6结论e.1深大断裂构造l起含矿岩浆的喷发(喷滥)一沉积,矿质来源于上地, e.2贫硅富钛的地球化学条件是成矿的基础.后期变质作用使矿质重新组合,富集形成金红石矿体.6.8矿体严格受变质基性火山岩控制,赋存于变质基性火山岩层位之中.此为寻掳本类矿床的岩性标志.以上为笔者近几年在工作和学习中所获的一些陋识.文中采用的矿床岩石化学分析数据等资料系本单位所有,属大家幸勤工作的成果,在此表示深深地感谢l 如有不妥之处,请批评指正.1.陕西省区域地质志地质出服社2.岩浆岩石学武汉地院献文毒参00”盯。
陕南地区角闪岩型难选金红石矿选矿试验研究刘明宝1,2,阎赞1,2,印万忠3(1.陕西省尾矿资源综合利用重点实验室陕西商洛,726000;2.商洛学院化学工程与现代材料学院,陕西商洛,726000; 3.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳,110004)摘要:陕南地区某角闪岩型难选金红石矿含TiO2 3.35%,主要脉石矿物为石英、白云石、绿泥石等,有用矿物嵌布粒度微细,矿物嵌布关系复杂,分选难度大。
采用摇床抛尾,粗精矿再磨后浮选金红石,浮选精矿酸洗后再脱硫的流程可获得TiO2 90.56%,回收率为50.24%的金红石精矿,其中含S 0.025%、P 0.021%、TFe 0.56%,精矿指标达到天然金红石精矿二级标准,试验研究可为陕南地区金红石矿的开发利用提供良好的技术借鉴。
关键词:金红石选矿,浮选,组合用药中图分类号:TD973;文献标志码:ABeneficiation Study of an amphibolite-type RefractoryRutile Ore in Southern ShaanxiLIU Ming-bao1,2, YAN zan1,2 , YIN Wan-zhong3(1.Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources, Shangluo Shaanxi 726000; 2.College of Chemical Engineering and Modern Material,Shangluo University, Shangluo Shaanxi 726000; 3. College of Resources and Civil Engineering, Northeasten University, Shenyang 110004, China)Abstract: The amphibolite-type rutile ore in Southern Shaanxi contains 3.06% TiO2, and the dolomite, chlorite as well as quartz et al are the main gangue minerals. It is very difficult to beneficiate due to the fine particle size of valuable mineral and the complex embedded relationship. A rutile concentrate with TiO2 grade of 90.56% and recovery of 50.24% can be obtained using a joint beneficiation process, namely discarding tailings by shaker-rough concentrate regrinding-flotation-acid washing -desulfurization flotation, and the contents of impurities such as S, P, TFe are 0.025%, 0.021%, 0.56%, respectively. The concentrate meet the GradeⅡstandards of natural rutile concentrate and this study provides some technical reference for exploiting the rutile source in Southern Shaanxi.Keywords: rutile beneficiation; flotation; reagents combinations金红石资源主要包括原生金红石矿和金红石砂矿两大类型,因其含钛量高、杂质少,所作者简介:刘明宝(1982- ),男,山东寿光人,博士,讲师,研究领域:共伴生矿浮选分离技术及理论基金项目:陕西省自然科学基金(No.2016JQ5059);陕西省教育厅重点科研项目(No.16JS030);商洛市科学技术研究发展计划专项(No.SK2015-18)以金红石是生产金红石型钛白粉的最佳原料以及高档电焊的必需原料之一,同时也是生产四氯化钛、金属钛、钛合金以及搪瓷制品的优质原料。
与国外金红石资源主要为海滨砂矿不同,我国金红石资源中原生金红石量占总资源量的86%[1]。
陕西省陕南地区金红石矿地质储量大,已探明金红石TiO 2储量63万t ,矿体成群、成带分布,含TiO 2品位高达4. 71%。
但该地区金红石矿却具有矿石组成复杂,嵌布粒度微细的矿物学特性,该特性导致陕南地区的金红石资源至今未被大规模开发利用。
对陕西省来说,钛产业是陕西省的传统优势,优质稳定的钛原料供应对保障陕西省在国内外钛产业的地位及提升陕西省在高端钛材及各类特种钛复合材料领域的发展水平具有尤为重要的意义。
因此,针对该区域内金红石资源进行开发利用研究具有十分重要的现实意义。
1矿石性质试验矿样取自商洛市商南县,外观呈砂土状,原矿XRD 图谱如图1所示,多元素分析、粒度及TiO 2分布情况分别如表1和表2所示。
102030405060708005001000150020002500石英△△△△△△☆●★金红石绿泥石方解石/白云石●☆☆☆☆★★●★●●●I C P2θ/°图1 金红石矿样XRD 图谱 Fig.1 XRD pattern of rutile ore表1原矿多元素分析成份 TiO 2 SiO 2 CaO MgO TFe Al 2O 3 S P 其他 含量/%3.3134.9015.1212.4513.2718.320.500.471.66由图1、表1中数据可推断出该矿区内的脉石矿物主要为石英、方解石(白云石)、绿泥石、长石、赤铁矿及硫化物矿物等。
同时,前期工艺矿物学研究[2]也表明该区域内金红石矿中的有价矿物嵌布粒度细微,且被石英、绿泥石及碳酸盐等矿物包裹,属微细粒难选金红石矿。
表2 原矿粒度组成及TiO2分布情况Table2 Distribution of particle size and TiO2 in raw ore粒级/ mm 产率/ % TiO2品位/ % TiO2分布率/%+5.0 46.10 3.31 45.55-5.0+2.5 8.50 3.23 8.20-2.5+1.25 4.10 3.33 4.08-1.2+0.655 9.10 3.64 9.89-0.65+0.315 5.50 4.39 7.21 -0.315 26.22 3.09 24.19总计100.00 3.35 100.00 由表2可以看出,该金红石矿样中含TiO2为3.35%,-5mm粒级部分占矿样总量的54%左右,表明该矿床中存在大量易于粉碎及泥化的矿物。
在不同粒级中TiO2品位相差不大并且TiO2分布率与各粒级产率基本呈现正相关关系,进一步证明了该金红石矿样存在有价矿物嵌布粒度微细的矿物学特性。
2 试验研究2.1 重选抛尾试验研究由矿样的矿物学特性可知该金红石矿中含有大量易泥化矿物,为给后续流程提供较好的作业环境,试验首先采用重选作业对该金红石矿样进行脱泥[3-4]。
将原矿磨至-0.074mm占85%后采用摇床脱除原矿中所含的大量泥质脉石,重选结果如表3所示。
由表3可以看出,原矿经过摇床重选后可抛去65.84%的尾矿,获得品位为8.16%,产率为34.16%,回收率为83.21%的重选精矿,大大减少了后续作业处理量,简化了矿物组成,可为后续浮选作业提供良好的浮选环境。
表3 重选试验结果Table 3 The results of gravity-separation产品名称产率/% 品位/% 回收率/% 精矿34.16 8.16 83.21尾矿65.84 0.85 16.79原矿100.00 3.35 100.002.2 摇床精矿浮选试验研究摇床精矿中TiO2的品位仅仅为8.16%,对该粗精矿进行镜下观察得知大部分金红石矿物仍以连生体形式存在,目前研究结果表明[5],对细粒嵌布的金红石来说,细磨-浮选工艺是获得较高选别指标的关键,不同工艺因素对选别指标的影响分别研究如下。
2.2.1 磨矿细度试验固定Na 2CO 3、NH 4F 、Pb(NO 3)2、苄基胂酸和羟肟酸钠用量分别为2000g/t 、400 g/t 、400 g/t 、800 g/t 和500 g/t 。
矿浆搅拌时间及粗选时间分别控制在2min 和4min 。
摇床精矿再磨细度与金红石选别指标关系如图2所示。
品位/%作业回收率/% -0.037mm 含量/%图2 磨矿细度对金红石选别指标的影响Fig.2 Effect of grinding fineness on the rutile separation indexes由图2可以看出,随磨矿细度的增加,金红石品位呈现先上升再下降的趋势,在-0.037mm 含量占85%时,精矿TiO 2含量达到15.42%的最大值,此时金红石回收率随磨矿细度增加逐渐降低。
当-0.037mm 含量占大于85%时,随磨矿细度的增加,浮选环境逐渐复杂化,药剂选择性下降,从而造成金红石品位和回收率均呈现逐渐下降的趋势。
综合分析,本试验选择磨矿细度为-0.037mm 占85%,此时TiO 2品位为15.42%,作业回收率为84.43%。
2.2.2 Na 2CO 3用量试验Na 2CO 3在浮选中除了可以分散矿浆、防止微细颗粒异相凝聚外,还可抑制白云石、方解石等脉石矿物溶解,降低钙镁离子对浮选的影响[6]。
在磨矿细度为-0.037mm 占85%,其余条件与磨矿细度试验相同时,Na 2CO 3用量对精矿指标的影响如图3所示。
13.514.014.515.015.583.083.584.084.585.085.586.086.587.0回收率/%作业回收率/%Na 2CO 3用量/g/t图3 Na 2CO 3用量对精矿指标的影响Fig.3 Effect of Na 2CO 3 dosage on separation indexes由图3可以看出,随Na 2CO 3用量增加,精矿品位逐渐上升,回收率相差不大,当Na 2CO 3用量超过2000g/t 时,精矿品位和回收率趋于稳定,本实验中Na 2CO 3用量定为2000g/t 。
2.2.3 NH 4F 用量试验采用NH 4F 作为抑制剂的主要原因是F -可与Ca 2+、Mg 2+生成溶度积极小的氟化物沉淀,从而抑制了白云石、方解石等含钙镁离子的脉石矿物与捕收剂的作用[6-7]。