钒铁矿性质和选矿方法

　　钒钛磁铁矿在中国分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位。地质勘测表明，仅攀枝花—西昌地区的钒钛磁铁矿储量就达100亿t，占全国铁矿探明储量的20%;钒资源储量为1578.8万t，占全国钒资源储量的62%，占世界钒储量的11.6%;钛资源储量为8.7亿t，占全国钛资源储量的90.5%，占世界钛储量的35.2%。此外还伴生有90万t钴、70万t镍、25万t钪、18万t镓以及大量的铜、硫等资源。

　　钒钛磁铁矿的开发利用经历了以高炉冶炼钒钛磁铁矿、雾化提钒和钛精矿选矿为代表的三个重要阶段，逐步实现了铁、钒和钛元素的规模化利用。随着提取冶金技术进步以及开发利用技术的不断完善，综合利用矿石中的钴、镍、铜、钪、镓和硫等有价元素也正在成为可能。

　　钒钛磁铁矿的性质

　　钒钛磁铁矿矿床主要产在基性、超基性侵入岩中，矿石以富含铁、钛为特征。矿床生成方式分为晚期岩浆分异型矿床及晚期岩浆贯入型矿床;含矿岩石组合类型有辉长岩型—辉石岩—橄榄岩型等。矿石中主要金属矿物组分为钛磁铁矿、钛铁矿、硫化矿物三种，而主要工业矿物中均富含多种有用组分：钛磁铁矿主要有Fe、Ti、Vi、Cr、Co、Ni、Ga，钛铁矿主要有Ti、Fe、Sc，硫化矿物主要有S、Co、Vi、Cu及铂族等。矿石中有用组分的分布特征如下。

　　(1)铁。主要含在钛磁铁矿中，其分配值及分配率随矿石品级增高而增加，一般为Fe1(高品位矿)93%左右，Fe2(中品位矿)78%~88%，Fe3(低品位矿)67%~75%，Fe4(表外矿)51%～63%。

　　(2)钛。钛铁矿和钛磁铁矿中的钛约占矿石中钛含量的90%～99%。钛铁矿的钛分配率随矿石品级增高而显著降低，钛磁铁矿中的钛分配率随矿石品级增高而增加，矿石中的Fe:TiO2比值，一般Fe1为2.73～2.87，Fe2为2.42~2.73，Fe3为2.37～2.66，Fe4为2.35~2.19。

　　(3)钒。主要成类质同象富集在钛磁铁矿中，也和铁一样分配率随矿石品级增高而增加，其平均分配率Fe1大于98%，Fe2为96%左右，Fe3为90%左右，Fe4为80%左右。分配在脉石矿物中的钒随矿石品级增高而降低，平均分配率Fe1小于0.5%，Fe2为1%～4%，Fe3为1%～4%，Fe4为9%～18%。

　　(4)铬。主要富集在钛磁铁矿中，其分配率随矿石品级增高而增加。随着岩石基性程度的增高，钛磁铁矿中铬含量增加，在超基性岩相带韵律层的下部，可以形成数米或更厚的富铬钒钛磁铁矿层。

　　(5)钪。以类质同象富集在脉石矿物及钛铁矿中。

　　(6)钴、镍、铜。除以硫化物形式存在外，还有相当数量分布在钛磁铁矿和脉石矿物中。各元素在各组分中的分配并不固定，钴的亲铁性较强，而铜的亲硫性强。

　　(7)铂族。主要赋存在硫化物中。

　　钛磁铁矿的选矿方法

　　大部分选矿均需将矿物单体解离，钒钛磁铁矿石磨矿广泛采用一段磨矿或二段磨矿流程。按照矿石合理解离的原则，一段闭路磨矿是处理粗粒及中粒嵌布矿石首先考虑的方案;而两段磨矿根据能否提前抛尾有连续磨矿和间断磨矿之分。根据钛磁铁矿选矿过程的基本特性，磁选工艺是良好分选方案，即采用不同的磁选工艺参数及流程结构，排出解离的含钛等的弱磁性矿物及脉石，就可获得铁精矿产品。而影响钛磁铁矿分选富集的主要因素是磨矿粒度，尤其是将钒钛磁铁矿石中的钛磁铁矿物作为富集产品时，应将其作为一种含磁铁矿、钛铁晶石、尖晶石及板状钛铁矿的含磁铁矿物相整体来考虑，其嵌布粒度是比较粗大的，在磨矿作业中属粗、中粒嵌布物料。

　　根据我国近年来在利用高钛型铁矿石高炉冶炼中取得的经验，当使用含铁量为(53±1)%及TiO2—13%左右的铁精矿进行高炉冶炼时，各种指标综合很不错。因此，钒钛磁铁矿的铁精矿(钛磁铁矿)质量以此为依据。

　　钛铁矿及伴生硫化矿的选矿方法

　　钛铁矿及含钴镍硫化矿是钒钛磁铁矿中的有用成分，在磁选过程中约有30%～40%的钛及钴镍进人铁精矿中，其余部分则进入尾矿。选铁尾矿中的主要矿物有钛铁矿、含钴镍硫化矿及钛普通辉石、斜长石、绿泥石、橄榄石等，还有少量未选尽的钛磁铁矿。在磁选尾矿中，粗粒级中TiO2含量低，中间粒级TiO2含量高，产量很大，微细粒级TiO2含量略高于给矿，且有较大产率;从钻镍来看，随粒级变细，其含量趋于增高。

　　很早从选铁尾矿中回收钛铁矿是采用重选法。由分选难易评价公式可知：钛铁矿与斜长石的分选效果较好，而钛铁矿与钛辉石以及钛铁矿与绿泥石的分选较差，所以重选法得到的钛精矿品位不高。如果要保证钛精矿品位达到要求(大于45%)，则其回收率损失很大。为了获得含TiO2—47%～49%高质量的钛精矿产品，依各种矿物物理性质的差异，可采用重—浮选联合法、重—电选联合法、强磁—浮选法、强磁—重选法、强磁—重选—电选法、分级联合选矿法等联合分选法。

　　重—浮联合法

　　基于跳汰重选生产可靠、成本低，适于处理较粗粒级物料，而浮选法虽然生产成本较高，但适用于处理细粒级物料的联合分选法。该流程获得TiO2品位大于45%，作业回收率约67%的钛精矿。

　　重—电选联合法

　　钛铁矿与钛辉石的比电阻差为8个数量级、与斜长石的比电阻差达9个数量级，差异为分选矿物提供了有利条件。此法将磁尾行跳汰重选获得粗钛精矿，再对粗钛精矿进行电选。欲获得含TiO2约47%的铁精矿，且保持较高的回收率，重—电选联合法的TiO2的交接品位定在28%~30%较适宜。

　　强磁—重选(—电选)法

　　对于一些磁尾矿物组成较为复杂、脉石既有斜长石类原生硅酸盐矿物、又有绿泥石类次生硅酸盐矿物采用此法。磁尾先采用强磁预先排出部分脉石矿物，强磁选粗精矿分级后粗粒级跳汰—脱硫(—电选)，细粒级跳汰—脱硫，粗、细粒级钛精矿合并为很终钛精矿。对于强磁粗精矿的粗粒增加电选后，很终钛精矿的品位可提高约0.5%。

　　综合以上流程的优缺点采用联合流程选矿，既充分发挥了重—电选流程针对较粗粒级的长处，又能强化细粒钛铁矿的回收。具体方案是：磁选尾矿跳汰分级后，以0.1mm为分级界限，大于0.1mm粒级用重—电选联合流程获得钛精矿，小于0.1mm粒级用强磁—浮选联合流程获得钛精矿。该组合流程的特点一是指标稳定可靠，二是细粒级钛铁矿的回收率较高，因而综合钛精矿指标也高。