钛铁矿试验方案拟定

钛矿物种类很多，已经发现TiO2含量大于1％的钛矿物有140多种，但现阶段具有利用价值的只有少数几种矿物，主要是钛铁矿和金红石，其次是白钛矿、锐钛矿、红钛铁矿、板钛矿和钙钛矿。钛铁矿约占85--95％，是目前钛及钛产品的主要来源。钛铁矿有41.4％存在于矿砂矿床，有58.4％则存在于钒钛磁铁矿一钛磁铁矿中。 钛铁矿：六方晶系，晶形呈厚板状，一般为褐色，具有金属光泽，中等磁性，良导体。由于钛铁矿与磁铁矿、赤铁矿共生紧密，使得钛含量比理论值低；另外因部分氧化作用，钛铁矿可发生蚀变而使钛含量增加，形成白钛矿TiO2·nH2O。 理论品位52.63%、莫氏硬度5-6、比重4.7-4.78 据2007年美国地质调查局(USGS)公布的资料表明，全球钛铁矿基础储量约12亿t，储量约6亿t，金红石基础储量约1亿t，储量5000万t。 国外一般把具有经济开采价值和潜在经济开采价值的钛矿全部视为钛矿资源。因此，目前全球钛资源储量约20多亿t(按Ti02计)，基础储量13亿t(钛铁矿+金红石)，储量6．5亿t(钛铁矿+金红石)。但这些储量未包括俄罗斯丰富的钛资源，有文献报道俄罗斯奇林斯克钒钛磁铁矿储量高达300多亿t，钛资源储量极为丰富(Ti02：含量不详)。，可见全球钛资源的总储量相当巨大和丰富。国外报道我国已探明的钛铁矿基础储量为3．5亿t(钛铁矿+金红石)，储量2亿t(钛铁矿+金红石)，占世界储量的31％。 全球钛资源主要分布在澳大利亚、南非、加拿大、中国和印度等国家。其中加拿大、中国、印度主要是钛岩；澳大利亚、美国主要是钛砂矿；南非的钛岩矿和钛砂矿都十分丰富。 目前，全球钛铁矿的年产量大约为500万t(按TiO2计)。2006年全球总共生产了495万t钛铁矿(按Ti02计)，36万t金红石(按Ti02计)，生产国家主要是澳大利亚、南非、加拿大、中国和挪威等。原料主要是钛岩矿和钛砂矿两种类型。 由于钛在越来越多的领域得到广泛应用，导致人类对钛金属的需求快速增长。北美、欧洲尤其是亚洲对金属钛的需求增长最为迅速。世界海绵钛的产量从2003年7.4万t增加到2006年12.4万t。2003年以来中国对金属钛的需求迅速增长，成为钛金属市场的显著特征。中国金属钛的货运量从2003年不足1万t，增加到2007年底5.6万t。2005年中国仅体育运动中的高尔夫运动一项，其器材对钛的需求量就达5000 t之多。2007年几乎是中国钛工业的翻番年，海绵钛和钛加工材产量均呈爆发式增长态势。现在国内外航空航天、舰船等行业都将其列为重要的战略物质储备，在未来几年中，钛储备将呈增长趋势。 据文献报道，在未来3~5年，我国钛材市场的需求量将超过3万t，将成为仅次于美国的世界第二大钛材料消费国。 我国拥有丰富的钛矿物资源，已经探明的储量为8.7亿t，约占世界钛储量的48％，居世界首位。已探明的钛资源分布在21个省(自治区、直辖市)共108个矿区，主要产区为四川、河北、海南、湖北、广东、广西、云南、陕西、山西、山东、河南等省。 我国钛资源主要有两种类型：钛铁矿(岩矿+砂矿)和金红石。其中98.9％是钛铁矿，仅1％左右是金红石矿。在钛铁矿型矿床中原生矿占97％，砂矿占3％。金红石矿中原生矿占86％，砂矿占14％。 我国钛矿床的矿石工业类型比较齐全，既有原生矿也有次生矿，其中原生钒钛磁铁矿是我国主要工业类型。在钛铁矿型钛资源中，原生钒钛磁铁矿岩矿占94.28％；其次是外生钛铁矿砂矿占3.71％；第三是金红石岩矿占1.52％；第四是金红石砂矿占0.49％。 我国钛铁矿主要以钒钛磁铁矿形式存在，钛矿资源共有45处，主要分布在四川攀西和河北承德地区，储量1.5亿t，基础储量2.1亿t，资源量4.1亿t，资源储量6.2亿t，是我国最主要的钛矿资源；钛铁砂矿资源产地87处，主要分布在海南、云南、广东、广西等省区，矿点比较分散，尚未形成大型矿床，规模小，品位低。储量500万t，基础储量2000万t，资源量1.1亿t，也是重要的钛矿资源。到目前为止，我国已发现金红石矿资源产地88处，分布于17个省、市、自治区，以河南、湖北、山西、陕西江苏及山东等省区为主(占全国总储量的96％)，储量200万t。四川攀西6000平方公里范围内，己探明的大型、特大型矿床7处，中型矿床6处，矿石中铁，钛、钒等多种金属都具有综合利用价值，该地区钒钛磁铁矿储量占我国总储量的90％，钛储量占全国总储量的96％。因此，研究攀枝花地区钒钛磁铁矿和钛铁矿选矿对我国的钛工业有着重要的意义。 浮选法用于原生的含钛矿石的分选，特别是用于选别细粒级含钛矿石，有时也用于粗精矿的精选中。浮选法是回收细粒级钛铁矿的有效方法，钛铁矿浮选的研究多为浮选药剂的研究。在钛铁矿浮选前，～般要先用浮选法分选出硫化矿物，再进行钛铁矿浮选。硫化物浮选采用常规浮选药剂制度，即用黄药作捕收剂，2#油为起泡剂，硫酸为pH调整剂，有的选厂还用硫酸铜作为硫化物浮选的活化剂。对钛铁矿的浮选研究一般为浮选药剂的研究，其主要研究内容是捕收剂的选择。钛铁矿常用的捕收剂为脂肪酸类，国外多为油酸及其盐类，如塔尔油皂或捕收剂与煤油混合。近年来对烃基磷酸类捕收剂及羟肟酸类捕收剂开展了大量的研究工作，研制出各式各样的组合类捕收剂。 钛铁矿选矿工艺取决于矿床类型、矿石性质及矿物组成等因素。鉴于钛原生矿石性质比较接近，目的矿物比较简单，故采用的选矿方法和选矿工艺流程有共性。工业上开发的原生钛铁矿均是含铁、钛的复合矿床，选矿过程分为选铁和选钛两部分。 选钛厂原料为选铁的尾矿。选钛方法有重选、磁选、电选及浮选。工业上选钛工艺流程有以下几种： (1)重选．电选工艺，采用重选法先丢弃低密度的脉石或废石矿物，获得的粗精矿进行电选得到钛铁矿精矿。对于含硫矿石，在电选之前需要用浮选法脱除硫化矿物。 (2)重选．磁选．浮选工艺。先将入选物料分级，粗粒采用重选粗选、磁选精选的方法，细粒采用浮选的方法获得钛精矿。 (3)粗粒重选．电选，细粒磁选．浮选工艺。该流程特点是将入选物料分成粗、细两部分，粗粒用重选粗选、电选精选方法处理；细粒则用磁选法进行粗选，然后再用浮选法获得细粒钛精矿。 (4)单一浮选或磁选．浮选工艺。对嵌布粒度细的钛铁矿石，磨矿选铁后直接用浮选法获得钛精矿或先用湿式强磁选机作粗选设备，然后磁选精矿用浮选法回收钛。单一浮选法或磁选．浮选法工艺流程都比较简单，操作管理方便，但使用浮选药剂会增加选矿成本。 国内选矿工艺的研究多为对攀枝花矿区的钛铁矿选矿工艺。攀钢选钛厂原矿是攀钢选铁厂选去磁铁矿后的尾矿，原矿主要金属矿物为钛铁矿、钛磁铁矿以及少量磁铁矿、磁赤铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、镍黄铁矿、紫硫镍矿、硫钴矿等；脉石矿物以含钛普通辉石为主，其次为斜长石、橄榄石、绿泥石等。 钛铁矿的分选药剂比较多，尤其在捕收剂的选择方面，国内外选矿科研工作者进行了大量研究。钛铁矿常用捕收剂多为脂肪酸类，国外多为油酸及其盐类，如塔尔油皂或捕收剂与煤油混合。近年来对烃基磷酸类捕收剂及羟肟酸类捕收剂开展了大量的研究工作。实践表明，两种或多种药剂组合起来使用其选别效果往往要优于其中任何一种药剂的单独使用，这就是药剂的协同效应。近年来采用组合药剂浮选钛铁矿已经越来越成为钛铁矿浮选的主要研究方向，并出现了各式各样的组合类捕收剂。常用的捕收剂有：脂肪酸类捕收剂，含瞵、砷类捕收剂，羟肟酸类捕收剂等。在钛铁矿浮选中常用的活化剂主要是硝酸铅，pH调整剂一般为H2S04，抑制剂主要有水玻璃、草酸、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素(CMC)等。 常用捕收剂 脂肪酸及皂类：与矿物表面相互作用包括可逆吸附和不可逆吸附。由于在矿物表面发生吸附作用，提高了矿物表面捕收剂离子浓度，当超过相应盐的溶度积时，不可逆吸附导致化学反应。捕收能力强，选择性差，价格便宜，主要有：油酸（温度高有利于Fe2+氧化，利于捕收）及其皂、塔尔油和氧化石蜡皂（需选择性絮凝剂分散）。 羟肟酸及其盐：低浓度化学吸附，高浓度化学吸附+物理吸附。优点：药剂用量小，捕收能力强，作用速度快，中性乃至碱性介质中使用，但价格昂贵。 有机磷酸及胂酸：选择性高，受钙离子影响不大。 组合使用：脂肪酸-中性油；螯合捕收剂-非极性烃油 常用调整剂和其他浮选药剂 抑制剂：水玻璃、六偏磷酸钠、CMC pH调整剂：硫酸、草酸（抑制硅酸盐） 活化剂：硝酸铅 起泡剂：2#油、松醇油、98#油