广西某钛铁矿的选矿工艺设计|江西省恒诚选矿设备有限公司

广西巴马天润钛业有限公司位于广西巴马县，是桂西地区乃至我国较有名的钛铁矿产地，该地区钛铁矿经前人预查已在民安—平林一带提交中型钛铁矿床一处，在其周边亦发现钛铁矿点多处，一直以来存在小规模民采现象，从目前所取得的地质资料和所了解的开发情况分析，该地区钛铁矿具有较大的找矿潜力和开发前景。

矿区位于南华准地台右江再生地槽桂西拗陷西林一百色断褶带东段之巴马背斜南东段核部和北东翼部。该地区属亚热带季风气候区，雨季多集中在5-9月，雨量充沛，昼夜温差较大；地形地貌主要为由辉绿岩及硅质岩、泥岩、灰岩组成的丘陵缓坡一中低山，地形切割中等，植被覆盖稀疏一中等。该地区已通高压电，生产生活用电由距巴马县城约40km的大化岩滩大型水电站供给，电力充足，电话和手机基本普及到村屯，当地居民生活较贫困，剩余劳动力充足。

本次设计的生产规模为采选生产能力100t/d钛铁矿精矿(TiO2品位>48％)。

1 矿石性质
本次新建采选工程的选矿厂主要处理民安一平林一带的钛铁砂矿矿石。

1．1原矿主要化学成分及矿石密度
矿样为风化迁移的残积、坡积砂矿，有价成分主要是钛。矿样主要化学成分分析结果见表1。

1．2矿石的矿物组成
含钛矿物主要有钛铁矿(占15.78％)，金红石、白钛矿、板钛矿、榍石等(占1.45％)，其它金属矿物有针铁矿、水针铁矿、水赤铁矿、锰钡矿、黄铁矿等(占15.87％)。脉石矿物有伊利石、高岭石、绿泥石、埃洛石、蒙脱石、石英、长石、云母、辉石、闪石、硅灰石、碳酸盐等矿物(占66.90％)。

1．3钛的赋存状态及平衡分配计算结果
矿样中钛主要以钛铁矿的状态存在，其次是以金红石、白钛矿、板钛矿的形式存在，少量以榍石的形式存在，此外还有部分钛分散在铁矿物和脉石矿物中。矿样中钛元素的平衡分配计算结果见表2。

由表2可以看出，矿石中的钛主要以钛铁矿的形式存在，其次是以金红石、白钛矿、板钛矿、榍石的形式存在，有4.91％的钛分散在铁锰矿物和脉石矿物中。

经计算，钛精矿理论品位为T1O256.36％，TiO2的理论回收率为94.83％。

1．4钛矿物的粒度特性
钛矿物的粒度特性测量结果见表3。

由表3可见，钛矿物的粒度主要在一589+20~m，粒度较粗，有利于回收。

1．5 矿样筛水析和钛矿物单体解离度分析结果
为了解矿样中钛在各粒级中的分布和钛矿物的单体解离情况，对矿样进行了筛水析和钛矿物的单体解离度测定。原矿粒度组成和TiO2分布率见表4，原矿的单体解离度分析结果见表5。

由表4结果可知，矿样中的钛主要分布在0.8mm以下，原矿经水浸泡后用振动筛筛分，筛上部分可以弃去不要。

由表5结果可知，钛矿物的单体解离度达88.80％，钛矿物与铁矿物的连生体占6.85％，钛矿物与脉石矿物的连生体占4.35％。由于钛矿物的单体解离较好，矿样不需要磨矿，可直接选别。

2选矿试验
我们于2007年7月对该矿进行了探索性试验及优化试验研究，得出的最佳选矿工艺原则流程见图1，试验结果见表6。

3选矿工艺设计与设备选择及配置特点

3．1选矿工艺设计
由于设计的原矿品位与选矿试验研究的原矿品位相差太大，所以不能直接采用试验得出的选矿工艺流程，需要对试验流程结构进行调整与优化，使之能最大程度地符合广西巴马钛铁矿矿石的选别特点。

3．1．1选矿工艺设计的依据

1)通过对该矿石性质分析可知，原矿不需要破碎和磨矿即可直接进行选别，所以工艺设计没有破碎和磨矿段。

2)由于该矿石中有用矿物钛铁矿的粒度较集中，主要在一0.6+0.02mm，且有很多矿泥存在，所以原矿选别前必须进行筛分分级和脱泥作业，分级作业可抛掉产率约为17.33％的尾矿，脱泥作业可抛掉约40.81％的泥尾矿，这样不仅减少后续设备的台数和负荷，而且节省很多基建和设备投资。

3)由于建设场地有限，委托单位要求分粗选厂和精选厂两地建设，将进行摇床选别作业前的部分建为粗选厂，摇床选别作业建为精选厂，所以工艺流程分为粗选工艺流程和精选工艺流程两部分。

4)委托单位要求最终钛精矿(TiO2)品位48％，为确保精矿品位达到要求，设计时分别增加了一次螺旋溜槽扫选和一次摇床中矿再选作业。

3．1．2选矿工艺流程的确定

根据选矿试验和委托单位对生产指标等的要求，选矿工艺流程确定粗选工艺流程为原矿—分级—脱泥一粗精选一扫选流程，精选工艺流程为粗精矿一调浆—摇床精选一中矿再选流程(见图2、图3)。

3．2主要设备选型
筛分分级设备：根据原矿的采矿方法和矿石性质，本次设计按照采金船圆筒筛(洗矿筒)来计算原矿筛分所需圆筒筛的规格和处理量。由于原矿中钛矿物的粒度较细，较高品位的钛主要集中在一2+0.038mm，因此在反复研究原矿粒度组成与TiO2分布率的关系和兼顾生产中圆筒筛筛孔的大小对筛分效率和处理量的影响而确定采用双层圆筒筛，内层筛孑L 6mm，外层筛孑L 1.5mm，另外考虑到矿石性质的变化、圆筒筛的负荷及台时量波动范围和操作等因素，选用2台1.8mx5.4m的多功能圆筒筛较为适宜。对此矿来说该机最大处理能力可达546m3／h，可配用11kW电动机。

螺旋溜槽选择：螺旋溜槽采用玻璃钢制造，内表面涂聚氨酯金刚砂耐磨层。广泛用于铁矿、钛铁矿、铬铁矿、硫铁矿、锡矿、钽铌矿、金矿、煤矿、独居石、金红石、锆英石、稀土矿和具有足够密度差的其它金属、非金属矿物，以及钢渣、硫酸渣、冶金渣等物料选别回收。此设备结构简单、重量轻、不需动力、节水节电、操作维护方便、适应性强、选别粒度细、处理量大、分选效果好。

为了使设备尽可能大型化和适合工艺流程的需要，本次设计共选用32台直径为1.6m、螺距为800、3头／台的螺旋溜槽作为粗选重选设备，其中浓缩脱泥用16台光面型槽面的，设计的单台处理量为8t／h；粗精选用8台刻槽型槽面的，设计的单台处理量为9t／h；扫选用8台刻槽型槽面的，设计的单台处理量为9t／h。

摇床选择：6一S摇床是重力选矿的主要设备之一，广泛用于选别钨、锡、钽、铌、铁、锰、铬、钛、铋、铅、金等稀有金属和贵重金属矿，也可用于煤矿。可用于粗选、扫选、精选等不同作业，选别粗砂(0.5～2mm)、细砂(0.074～0.5mm)、矿泥(0.02～0.074mm)等不同粒级。本次设计共选用1 1台LS(6一S)摇床作为精选厂重选设备，其中2台粗砂型床条用作粗砂选别和选别后的中矿再选，设计，的单台处理量为1.5t／h；6台细砂型床条用作细砂选别和细砂选别后的中矿再选，设计的单台处理量为0.9t／h；另3台矿泥型床条用作选别矿泥，设计的单台处理量为0.5t／h。

水力分级设备选择：摇床重选前分级作业常用的水力分级设备为水力分级箱，满足摇床给矿粒度、给矿体积和浓度的要求。水力分级箱为自由沉降式分级设备，适于处理粒度较小和细泥含量较多的物料。适宜的分级粒度为0.074～2mm，给矿浓度为18％一25％。该设备优点是结构简单、不用动力、工作可靠、在钨锡等矿选矿厂得到广泛应用。选择水力分级箱时应注意分级箱的室数(通常以4～8个分级箱串联成一组)与流程要求的物料分级级别数相对应，并兼顾到所选用的摇床台数。本设i寸选用的水力分级箱为9室，分为9个级别，分别对应粗砂、细砂和矿泥选别的9台摇床。

3．3设备配置特点
在设备配置方面，简单的设备配置，有利于提高选矿效率，方便操作，安全生产。

(1)粗选厂将螺旋溜槽按4台一组联合配置，这样做可节约用地，减少基本建设投资，并为选矿厂的日常操作、管理和进一步提高选别指标创造了条件。

(2)精选厂摇床水平配置，并且摇床基础建在地平面上而不是建在一个平台上。采用平面水平配置，可节省高差，降低厂房高度，降低基本建设投资，总投资也会降低，另外采用水平配置后，由于所有的设备在一个平面上，使得工人容易操作，便于管理；摇床基础建在地平面上而不是建在一个平台上的做法增加了生产的安全性和设备的可靠性。由于摇床生产时产生很大的振动，如果基础建在平台上很容易振坏基础，给生产带来危险，使设备的可靠性得不到保证。有些重选厂为了实现矿浆自流，将摇床按阶梯配置，摇床的基础建在平台上，生产时摇床一振动平台和基础也跟着晃动，日常操作工人不敢靠近操作，给生产带来很大的不安全性，日常操作工人的安全不能保证，后患无穷。

4选矿设计指标
选矿设计主要技术指标见表7。

5 结语
1)针对广西某钛铁矿矿石，研究单位进行了大量的选矿试验研究工作，从而为设计合理的选矿工艺流程提供了充分的依据。

2)对于广西钛铁矿矿石的选矿工艺流程，设计从试验流程、主要设备配置及现场建设场地等方面进行了分析，对试验流程进行了调整和优化，提出了处理广西某钛铁矿矿石的推荐设计选矿工艺流程。

3)在保证设计指标和工艺参数的前提下，合理进行设备选型，既不能过大，更不能过小。另外，根据地形地貌进行设备配置，尽可能节约投资。