论文部分内容阅读
【摘要】我国天然金红石资源储量较大，但绝大部分为低品位的原生矿石，所以加工成本高，产品缺乏市场竞争力。简化工艺，降低生产成本，提高选矿回收率和矿石综合利用水平是开发利用我国金红石资源的关键。本文作者就围绕着金红石矿可选性相关问题进行了研究。
【关键词】金红石矿；可选性；技术
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
引言
我国拥有极丰富的钛资源,主要为原生钛铁矿和金红石矿。其中金红石是生产高档钛白粉、电焊条和金属钛及钛合金的主要原料。在现代社会,钛白粉作为一种十分重要的化工原料已与现代生活息息相关,可用于制造优质电焊条、 金属钛、 高级白色油漆、涂料、人造丝的减光剂、白色橡胶和高级纸张的填料。
金红石是自然界较常见的矿物,属四方晶系,硬度6-6.5，性脆。比重4.2-4.3。化学成分为TiO2 , 常含有 Fe2+、Fe3+、Nb5+、Ta5+、Sn4+等混入物；有时含Cr3+或V3+。金红石是自然界中TiO2分布最广的变体。在TiO2的各种变体中，它的分子体积最小,因而趋向于在高压、高温条件下形成。在岩浆岩中作为副矿物呈细小颗粒产出。亦见于某些伟晶岩和热液脉,在伟晶岩中可成巨晶。有时在石英-长石脉中与白云母、钛铁矿、磁铁矿共生。在区域变质条件下,金红石常由含钛矿物(如钛铁矿)转变而成,见于角闪岩、榴辉岩、片麻岩和片岩中。
1 我国金红石矿开发现状
目前,我国金红石矿的开发利用尚处于初级阶段,年产量大约2500t,且90%来自砂精矿。金红石砂精矿的主要产地为广东、广西和海南, 没有一定的生产能力。我国原生金红石因品位低、粒度细、矿物组成复杂且可选性差,回收率低, 至今未被大规模开发利用, 造成国内金红石矿资源紧缺的局面。湖北枣阳大阜山金红石矿于 1972 年首先开采利用,是我国原生金红石矿开发最早的。至1988 年, 该矿累计生产 2000 余吨金红石精粉,选矿回收率仅有21%-26%。由于该矿金红石品位低、粒度细、且与钛铁矿连生, 生产规模太小,选矿技术不过关等原因, 致使企业于90年代初停止生产。河南西峡金红石矿, 当地于 1987年和1988年先后投入500多万元兴建了三座金红石选厂。但由于该金红石矿矿物组成复杂, 金红石嵌布粒度细, 分选难度大, 选矿工艺研究不过关, 致使建起的三座金红石选矿厂均不能产生经济效益而停产。山西省代县金红石矿于1986年建成,1987年试生产, 设计生产能力为300t精粉/年,现生产能力已增加至年生产精粉700-800t。此外在山东省和安徽省也有少量生产, 年产量仅几百吨。
2 金红石矿的选矿技术现状及采用的设备
金红石矿是由多种矿物组成的复杂矿, 其精矿产品要求TiO2含量超过 87.5%以上。因此金红石矿的选矿工艺必须采用多种选矿方法: 如重选、磁选、浮选、电选、酸洗等组成的联合选矿工艺,才能获得高质量的金红石精矿产品。
2.1 重选
重选是根据矿物的密度不同而进行分选的方法,具有生产成本低,对环境污染少的优势。重选最适合于处理砂矿型金红石矿, 但在分选原生金红石矿, 重选作为富集手段,往往是必不可少的。
在金红石矿选别中,重选脱泥、抛尾作为粗选作业,常采用螺旋溜槽: LL-600,LL-900,LL-1200mm×720mm等设备可以抛弃大部分的矿泥;采用摇床作业, 可以把石英、电气石、石榴子石以及一部分白钛石作为尾砂分选出去, 金红石富集在摇床中矿和精矿中。如:6-S摇床主要用于金红石砂矿选别,YT-T-2L细砂摇床和YT-T-3L矿泥摇床可用于原生金红石矿的选别。此外近几年研制出的处理细粒、微细粒矿石的先进新型设备-离波摇床是一种以多种力场作用为分选机制的新型摇床,它对于多种矿石的金红石选别效果都很好,尤其用于处理细粒、微细粒原生金红石矿,取得了更佳的选别效果。
2.2 磁选
磁选是根据矿物的磁性及磁性的强弱,将磁性矿物与非磁性矿物及强磁性矿物与弱磁性矿物彼此分离而进行分选的方法。采用磁选作业可将导磁的钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等上磁矿物和非导磁的金红石矿物分离。在生产实践中, 我们可以看到有少量的金红石进入磁性产品中,这种金红石的颜色呈黑色。经分析, 这种金红石含氧化铁为2%以上, 具有弱磁性, 通常把这种金红石称铁质金红石。在金红石矿选别中, 若与其他选矿方法配合, 磁选可以有效地用于金红石矿的预选和精选。用于金红石选别的磁选设备主要有CRG54永磁双辊磁选机、885单盘磁选机和双盘磁选机、PC-2Φ580mm干式磁选机、CTB-69永磁筒式磁选机,还有江西赣州冶金研究所研制的Slon立环脉动高梯度强磁机、长沙矿冶院研制的SHP仿琼斯强磁机。
2.3 电选
电选是建立在矿物导电率基础上,根据各种矿物表面导电性不同进行分选的选矿方法。由于硅酸盐、锆英石、白钛石不导电, 所以电选能较容易地实现导电矿物金红石与非导电矿物有效分离,进一步提高金红石精矿的品位和降低杂质含量。
用于电选生产的设备有Φ120mm×1500 mm 双辊电选机、DSG-6高压双辊电选机,YD-3,YD-3B 高壓电晕电选机。YD-3B是YD-3改造后电选机,在技术经济指标方面相对原有的YD-3,有明显的提高。为了满足选钛扩能的要求,长沙矿冶研究院在“八五”攻关中借鉴国外电选设备的先进技术,研制成功了大型、高效、进的YD31200-23型新一代国产电选机。该机整体结构紧凑, 占地面积小, 单机处理能力大,具有比YD-3B和美国HIP(25)231-200型电选机更优的分选性能。
2.4 浮选
浮选是分选细粒金红石、降低金属损失的有效方法, 具有发展前途。与国外相比, 我国金红石资源主要为原生金红石矿, 其粒度嵌布细, 与脉石关系紧密, 因此不能采用国外普遍采用的重选、电选、磁选联合工艺流程。浮选工艺是解决我国细粒金红石矿选别难的关键作业。许多研究单位在这一领域已作了大量的研究工作, 取得了不少成果,寻找高性能捕收剂和无污染的浮选药剂制度是我国金红石浮选研究的重点。羧酸、苄基胂酸、苯乙烯膦酸、烷基胺、二甲基膦酸、烷基-羟基二膦酸、烷基羟肟酸水杨羟肟酸等是金红石的捕收剂。苄基胂酸是金红石浮选的有效捕收剂, 其选择性优于脂肪酸类捕收剂, 它对金红石捕收作用强,对含钙矿物无捕收性, 对石榴石捕收性差, 借助调整剂氟硅酸钠, 金红石与石榴石可实现分离, 缺点是其价格昂贵、毒性大。烷胺双甲基膦酸毒性小,对金红石的捕收性强,可作为苄基胂酸的代用品。有人研究采用六偏磷酸钠作为调整剂, 代替氟硅酸钠,实现了高效无污染浮选。如对榴辉岩型金红石矿而言, 宜选用中等碳链长的烷基双甲基膦酸作捕收剂, 六偏磷酸钠作调整剂抑制石榴石等脉石,不抑制金红石,从而有效实现榴辉岩金红石的浮选。国家建材局地质研究所采用由一定比例羟肟酸和石油磺酸钠组成的组合药剂作捕收剂,在硫酸作调整剂的前提下, 有效实现金红石与云母、石英、绿泥石等脉石浮选分离。马光荣研究采用羟肟酸钠为捕收剂, 六偏磷酸钠和羧甲基纤维素作脉石抑制剂有效处理变质岩微细粒金红石矿。常采用的浮选设备主要有SF-1.2,SF-2.8,3A4 槽等浮选机。
2.5 酸洗
由于金红石精矿产品要求 S≦0.05%,P≦05% ,且要求TiO2含量超过87. 5%以上,而金红石矿经重选、磁选、电选和浮选联合选别后,其粗精矿金红石单矿物含量仅为60%以上,还有许多硅酸盐、碳酸盐、铁矿物等杂质矿物粘附在金红石边缘及裂隙,为除去这些杂质, 提高精矿质量,必须采用酸洗工艺。
三、结束语
我国金红石矿资源丰富, 分布广泛, 主要工业类型是原生金红石矿, 其矿物组成复杂、嵌布关系紧密, 且金红石粒度分布细, 使得选矿工艺复杂、不过关。从而导致我国金红石矿资源得不到有效开发和综合利用。加强金红石矿的选矿工艺和和综合利用研究, 提高精矿质量和降低生产成本是我国金红石矿资源开发和可持续发展的必然趋势。
参考文献
[1]李钟模.国内外金红石矿资源开发利用现状[J].化工矿物与加工,2006,2.
[2]张云,管永诗,田玉珍.我国金红石资源开发利用现状[J].矿产保护与利用,2000,5.
[3]岳铁兵, 魏德州, 曹进成,等.细粒金红石矿浮选工艺研究[J].化工矿物与加工,2005,3.
【关键词】金红石矿；可选性；技术
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
引言
我国拥有极丰富的钛资源,主要为原生钛铁矿和金红石矿。其中金红石是生产高档钛白粉、电焊条和金属钛及钛合金的主要原料。在现代社会,钛白粉作为一种十分重要的化工原料已与现代生活息息相关,可用于制造优质电焊条、 金属钛、 高级白色油漆、涂料、人造丝的减光剂、白色橡胶和高级纸张的填料。
金红石是自然界较常见的矿物,属四方晶系,硬度6-6.5，性脆。比重4.2-4.3。化学成分为TiO2 , 常含有 Fe2+、Fe3+、Nb5+、Ta5+、Sn4+等混入物；有时含Cr3+或V3+。金红石是自然界中TiO2分布最广的变体。在TiO2的各种变体中，它的分子体积最小,因而趋向于在高压、高温条件下形成。在岩浆岩中作为副矿物呈细小颗粒产出。亦见于某些伟晶岩和热液脉,在伟晶岩中可成巨晶。有时在石英-长石脉中与白云母、钛铁矿、磁铁矿共生。在区域变质条件下,金红石常由含钛矿物(如钛铁矿)转变而成,见于角闪岩、榴辉岩、片麻岩和片岩中。
1 我国金红石矿开发现状
目前,我国金红石矿的开发利用尚处于初级阶段,年产量大约2500t,且90%来自砂精矿。金红石砂精矿的主要产地为广东、广西和海南, 没有一定的生产能力。我国原生金红石因品位低、粒度细、矿物组成复杂且可选性差,回收率低, 至今未被大规模开发利用, 造成国内金红石矿资源紧缺的局面。湖北枣阳大阜山金红石矿于 1972 年首先开采利用,是我国原生金红石矿开发最早的。至1988 年, 该矿累计生产 2000 余吨金红石精粉,选矿回收率仅有21%-26%。由于该矿金红石品位低、粒度细、且与钛铁矿连生, 生产规模太小,选矿技术不过关等原因, 致使企业于90年代初停止生产。河南西峡金红石矿, 当地于 1987年和1988年先后投入500多万元兴建了三座金红石选厂。但由于该金红石矿矿物组成复杂, 金红石嵌布粒度细, 分选难度大, 选矿工艺研究不过关, 致使建起的三座金红石选矿厂均不能产生经济效益而停产。山西省代县金红石矿于1986年建成,1987年试生产, 设计生产能力为300t精粉/年,现生产能力已增加至年生产精粉700-800t。此外在山东省和安徽省也有少量生产, 年产量仅几百吨。
2 金红石矿的选矿技术现状及采用的设备
金红石矿是由多种矿物组成的复杂矿, 其精矿产品要求TiO2含量超过 87.5%以上。因此金红石矿的选矿工艺必须采用多种选矿方法: 如重选、磁选、浮选、电选、酸洗等组成的联合选矿工艺,才能获得高质量的金红石精矿产品。
2.1 重选
重选是根据矿物的密度不同而进行分选的方法,具有生产成本低,对环境污染少的优势。重选最适合于处理砂矿型金红石矿, 但在分选原生金红石矿, 重选作为富集手段,往往是必不可少的。
在金红石矿选别中,重选脱泥、抛尾作为粗选作业,常采用螺旋溜槽: LL-600,LL-900,LL-1200mm×720mm等设备可以抛弃大部分的矿泥;采用摇床作业, 可以把石英、电气石、石榴子石以及一部分白钛石作为尾砂分选出去, 金红石富集在摇床中矿和精矿中。如:6-S摇床主要用于金红石砂矿选别,YT-T-2L细砂摇床和YT-T-3L矿泥摇床可用于原生金红石矿的选别。此外近几年研制出的处理细粒、微细粒矿石的先进新型设备-离波摇床是一种以多种力场作用为分选机制的新型摇床,它对于多种矿石的金红石选别效果都很好,尤其用于处理细粒、微细粒原生金红石矿,取得了更佳的选别效果。
2.2 磁选
磁选是根据矿物的磁性及磁性的强弱,将磁性矿物与非磁性矿物及强磁性矿物与弱磁性矿物彼此分离而进行分选的方法。采用磁选作业可将导磁的钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等上磁矿物和非导磁的金红石矿物分离。在生产实践中, 我们可以看到有少量的金红石进入磁性产品中,这种金红石的颜色呈黑色。经分析, 这种金红石含氧化铁为2%以上, 具有弱磁性, 通常把这种金红石称铁质金红石。在金红石矿选别中, 若与其他选矿方法配合, 磁选可以有效地用于金红石矿的预选和精选。用于金红石选别的磁选设备主要有CRG54永磁双辊磁选机、885单盘磁选机和双盘磁选机、PC-2Φ580mm干式磁选机、CTB-69永磁筒式磁选机,还有江西赣州冶金研究所研制的Slon立环脉动高梯度强磁机、长沙矿冶院研制的SHP仿琼斯强磁机。
2.3 电选
电选是建立在矿物导电率基础上,根据各种矿物表面导电性不同进行分选的选矿方法。由于硅酸盐、锆英石、白钛石不导电, 所以电选能较容易地实现导电矿物金红石与非导电矿物有效分离,进一步提高金红石精矿的品位和降低杂质含量。
用于电选生产的设备有Φ120mm×1500 mm 双辊电选机、DSG-6高压双辊电选机,YD-3,YD-3B 高壓电晕电选机。YD-3B是YD-3改造后电选机,在技术经济指标方面相对原有的YD-3,有明显的提高。为了满足选钛扩能的要求,长沙矿冶研究院在“八五”攻关中借鉴国外电选设备的先进技术,研制成功了大型、高效、进的YD31200-23型新一代国产电选机。该机整体结构紧凑, 占地面积小, 单机处理能力大,具有比YD-3B和美国HIP(25)231-200型电选机更优的分选性能。
2.4 浮选
浮选是分选细粒金红石、降低金属损失的有效方法, 具有发展前途。与国外相比, 我国金红石资源主要为原生金红石矿, 其粒度嵌布细, 与脉石关系紧密, 因此不能采用国外普遍采用的重选、电选、磁选联合工艺流程。浮选工艺是解决我国细粒金红石矿选别难的关键作业。许多研究单位在这一领域已作了大量的研究工作, 取得了不少成果,寻找高性能捕收剂和无污染的浮选药剂制度是我国金红石浮选研究的重点。羧酸、苄基胂酸、苯乙烯膦酸、烷基胺、二甲基膦酸、烷基-羟基二膦酸、烷基羟肟酸水杨羟肟酸等是金红石的捕收剂。苄基胂酸是金红石浮选的有效捕收剂, 其选择性优于脂肪酸类捕收剂, 它对金红石捕收作用强,对含钙矿物无捕收性, 对石榴石捕收性差, 借助调整剂氟硅酸钠, 金红石与石榴石可实现分离, 缺点是其价格昂贵、毒性大。烷胺双甲基膦酸毒性小,对金红石的捕收性强,可作为苄基胂酸的代用品。有人研究采用六偏磷酸钠作为调整剂, 代替氟硅酸钠,实现了高效无污染浮选。如对榴辉岩型金红石矿而言, 宜选用中等碳链长的烷基双甲基膦酸作捕收剂, 六偏磷酸钠作调整剂抑制石榴石等脉石,不抑制金红石,从而有效实现榴辉岩金红石的浮选。国家建材局地质研究所采用由一定比例羟肟酸和石油磺酸钠组成的组合药剂作捕收剂,在硫酸作调整剂的前提下, 有效实现金红石与云母、石英、绿泥石等脉石浮选分离。马光荣研究采用羟肟酸钠为捕收剂, 六偏磷酸钠和羧甲基纤维素作脉石抑制剂有效处理变质岩微细粒金红石矿。常采用的浮选设备主要有SF-1.2,SF-2.8,3A4 槽等浮选机。
2.5 酸洗
由于金红石精矿产品要求 S≦0.05%,P≦05% ,且要求TiO2含量超过87. 5%以上,而金红石矿经重选、磁选、电选和浮选联合选别后,其粗精矿金红石单矿物含量仅为60%以上,还有许多硅酸盐、碳酸盐、铁矿物等杂质矿物粘附在金红石边缘及裂隙,为除去这些杂质, 提高精矿质量,必须采用酸洗工艺。
三、结束语
我国金红石矿资源丰富, 分布广泛, 主要工业类型是原生金红石矿, 其矿物组成复杂、嵌布关系紧密, 且金红石粒度分布细, 使得选矿工艺复杂、不过关。从而导致我国金红石矿资源得不到有效开发和综合利用。加强金红石矿的选矿工艺和和综合利用研究, 提高精矿质量和降低生产成本是我国金红石矿资源开发和可持续发展的必然趋势。
参考文献
[1]李钟模.国内外金红石矿资源开发利用现状[J].化工矿物与加工,2006,2.
[2]张云,管永诗,田玉珍.我国金红石资源开发利用现状[J].矿产保护与利用,2000,5.
[3]岳铁兵, 魏德州, 曹进成,等.细粒金红石矿浮选工艺研究[J].化工矿物与加工,2005,3.