釩鐵礦性質和選礦方法

　　釩鈦磁鐵礦在中國分布廣泛，儲量豐富，儲量和開采量居全國鐵礦的第三位。地質勘測表明，僅攀枝花—西昌地區的釩鈦磁鐵礦儲量就達100億t，占全國鐵礦探明儲量的20%;釩資源儲量為1578.8萬t，占全國釩資源儲量的62%，占世界釩儲量的11.6%;鈦資源儲量為8.7億t，占全國鈦資源儲量的90.5%，占世界鈦儲量的35.2%。此外還伴生有90萬t鈷、70萬t鎳、25萬t鈧、18萬t鎵以及大量的銅、硫等資源。

　　釩鈦磁鐵礦的開發利用經歷了以高爐冶煉釩鈦磁鐵礦、霧化提釩和鈦精礦選礦為代表的三個重要階段，逐步實現了鐵、釩和鈦元素的規?；?。隨著提取冶金技術進步以及開發利用技術的不斷完善，綜合利用礦石中的鈷、鎳、銅、鈧、鎵和硫等有價元素也正在成為可能。

　　釩鈦磁鐵礦的性質

　　釩鈦磁鐵礦礦床主要產在基性、超基性侵入巖中，礦石以富含鐵、鈦為特征。礦床生成方式分為晚期巖漿分異型礦床及晚期巖漿貫入型礦床;含礦巖石組合類型有輝長巖型—輝石巖—橄欖巖型等。礦石中主要金屬礦物組分為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、硫化礦物三種，而主要工業礦物中均富含多種有用組分：鈦磁鐵礦主要有Fe、Ti、Vi、Cr、Co、Ni、Ga，鈦鐵礦主要有Ti、Fe、Sc，硫化礦物主要有S、Co、Vi、Cu及鉑族等。礦石中有用組分的分布特征如下。

　　(1)鐵。主要含在鈦磁鐵礦中，其分配值及分配率隨礦石品級增高而增加，一般為Fe1(高品位礦)93%左右，Fe2(中品位礦)78%~88%，Fe3(低品位礦)67%~75%，Fe4(表外礦)51%～63%。

　　(2)鈦。鈦鐵礦和鈦磁鐵礦中的鈦約占礦石中鈦含量的90%～99%。鈦鐵礦的鈦分配率隨礦石品級增高而顯著降低，鈦磁鐵礦中的鈦分配率隨礦石品級增高而增加，礦石中的Fe:TiO2比值，一般Fe1為2.73～2.87，Fe2為2.42~2.73，Fe3為2.37～2.66，Fe4為2.35~2.19。

　　(3)釩。主要成類質同象富集在鈦磁鐵礦中，也和鐵一樣分配率隨礦石品級增高而增加，其平均分配率Fe1大于98%，Fe2為96%左右，Fe3為90%左右，Fe4為80%左右。分配在脈石礦物中的釩隨礦石品級增高而降低，平均分配率Fe1小于0.5%，Fe2為1%～4%，Fe3為1%～4%，Fe4為9%～18%。

　　(4)鉻。主要富集在鈦磁鐵礦中，其分配率隨礦石品級增高而增加。隨著巖石基性程度的增高，鈦磁鐵礦中鉻含量增加，在超基性巖相帶韻律層的下部，可以形成數米或更厚的富鉻釩鈦磁鐵礦層。

　　(5)鈧。以類質同象富集在脈石礦物及鈦鐵礦中。

　　(6)鈷、鎳、銅。除以硫化物形式存在外，還有相當數量分布在鈦磁鐵礦和脈石礦物中。各元素在各組分中的分配并不固定，鈷的親鐵性較強，而銅的親硫性強。

　　(7)鉑族。主要賦存在硫化物中。

　　鈦磁鐵礦的選礦方法

　　大部分選礦均需將礦物單體解離，釩鈦磁鐵礦石磨礦廣泛采用一段磨礦或二段磨礦流程。按照礦石合理解離的原則，一段閉路磨礦是處理粗粒及中粒嵌布礦石首先考慮的方案;而兩段磨礦根據能否提前拋尾有連續磨礦和間斷磨礦之分。根據鈦磁鐵礦選礦過程的基本特性，磁選工藝是最佳分選方案，即采用不同的磁選工藝參數及流程結構，排出解離的含鈦等的弱磁性礦物及脈石，就可獲得鐵精礦產品。而影響鈦磁鐵礦分選富集的主要因素是磨礦粒度，尤其是將釩鈦磁鐵礦石中的鈦磁鐵礦物作為富集產品時，應將其作為一種含磁鐵礦、鈦鐵晶石、尖晶石及板狀鈦鐵礦的含磁鐵礦物相整體來考慮，其嵌布粒度是比較粗大的，在磨礦作業中屬粗、中粒嵌布物料。

　　根據我國近年來在利用高鈦型鐵礦石高爐冶煉中取得的經驗，當使用含鐵量為(53±1)%及TiO2—13%左右的鐵精礦進行高爐冶煉時，各種指標綜合最好。因此，釩鈦磁鐵礦的鐵精礦(鈦磁鐵礦)質量以此為依據。

　　鈦鐵礦及伴生硫化礦的選礦方法

　　鈦鐵礦及含鈷鎳硫化礦是釩鈦磁鐵礦中的有用成分，在磁選過程中約有30%～40%的鈦及鈷鎳進人鐵精礦中，其余部分則進入尾礦。選鐵尾礦中的主要礦物有鈦鐵礦、含鈷鎳硫化礦及鈦普通輝石、斜長石、綠泥石、橄欖石等，還有少量未選盡的鈦磁鐵礦。在磁選尾礦中，粗粒級中TiO2含量低，中間粒級TiO2含量最高，產量最大，微細粒級TiO2含量略高于給礦，且有較大產率;從鉆鎳來看，隨粒級變細，其含量趨于增高。

　　最早從選鐵尾礦中回收鈦鐵礦是采用重選法。由分選難易評價公式可知：鈦鐵礦與斜長石的分選效果較好，而鈦鐵礦與鈦輝石以及鈦鐵礦與綠泥石的分選較差，所以重選法得到的鈦精礦品位不高。如果要保證鈦精礦品位達到一定要求(大于45%)，則其回收率損失很大。為了獲得含TiO2—47%～49%高質量的鈦精礦產品，依各種礦物物理性質的差異，可采用重—浮選聯合法、重—電選聯合法、強磁—浮選法、強磁—重選法、強磁—重選—電選法、分級聯合選礦法等聯合分選法。

　　重—浮聯合法

　　基于跳汰重選生產可靠、成本低，適于處理較粗粒級物料，而浮選法雖然生產成本較高，但適用于處理細粒級物料的聯合分選法。該流程獲得TiO2品位大于45%，作業回收率約67%的鈦精礦。

　　重—電選聯合法

　　鈦鐵礦與鈦輝石的比電阻差為8個數量級、與斜長石的比電阻差達9個數量級，差異為有效分選礦物提供了有利條件。此法將磁尾先進行跳汰重選獲得粗鈦精礦，再對粗鈦精礦進行電選。欲獲得含TiO2約47%的鐵精礦，且保持較高的回收率，重—電選聯合法的TiO2的交接品位定在28%~30%較適宜。

　　強磁—重選(—電選)法

　　對于一些磁尾礦物組成較為復雜、脈石既有斜長石類原生硅酸鹽礦物、又有綠泥石類次生硅酸鹽礦物采用此法。磁尾先采用強磁預先排出部分脈石礦物，強磁選粗精礦分級后粗粒級跳汰—脫硫(—電選)，細粒級跳汰—脫硫，粗、細粒級鈦精礦合并為最終鈦精礦。對于強磁粗精礦的粗粒增加電選后，最終鈦精礦的品位可提高約0.5%。

　　綜合以上流程的優缺點采用聯合流程選礦，既充分發揮了重—電選流程針對較粗粒級的長處，又能強化細粒鈦鐵礦的回收。具體方案是：磁選尾礦跳汰分級后，以0.1mm為分級界限，大于0.1mm粒級用重—電選聯合流程獲得鈦精礦，小于0.1mm粒級用強磁—浮選聯合流程獲得鈦精礦。該組合流程的特點一是指標穩定可靠，二是細粒級鈦鐵礦的回收率較高，因而綜合鈦精礦指標也高。