粗粒钛铁矿石浮选工艺优化研究

桂华明 蒋仁东

（攀钢集团矿业有限公司）

攀枝花某选厂现采用强磁选-浮选工艺回收钛铁矿［1-2］，根据物料粒度［3］不同分为粗、细粒2 条钛生产线［4］，其中粗粒级钛生产线主要回收+200 目钛铁矿，其浮选工序钛精矿产能约32 万t/a［5］，浮选回收率80%左右。从生产实践看，该粗粒浮选系统存在粗选前矿浆与药剂的搅拌时间较长、浮选滞后，进而影响浮选回收率；粗选段前端选别效果好、后端选别效果较差；精选（三段）时间较长，精选段精矿TiO2品位提高的幅度较小。因此，有必要开展浮选工艺优化研究，以提升浮选回收率［6］，增强资源回收效率。

1 试验目的与内容

实验室试验的主要目的是为浮选生产线的优化和改造提供依据，主要内容包括浮钛粗选分段加药对指标的影响；浮钛粗选前调浆时间对选钛指标的影响；不同浮选工艺情况下浮选指标及其对应的药剂制度优化［7］探索。

2 试验结果与分析

2.1 粗选分段加药试验

药剂的主要添加点在粗选段，因此，该试验在粗选段进行。浮钛粗选段分段加药［8］条件试验总加药量不变，第一段总药剂用量（硫酸、MOH-2、柴油）分别为100%至60%，第二段添加0 至40%，硫酸总用量为650 g/t、MOH-2 为2 000 g/t、柴油为500 g/t，浮选刮泡时间不变，试验流程见图1，试验结果见表1。

从表1 可看出：随粗选第一段药剂添加量［9］的减少、第二段药剂添加量的对应增加，浮选精矿产率降低，精矿TiO2品位总体升高，在加药量为70%+30%时，精矿TiO2品位最高；在加药量为80%+20%时，认为综合指标较好，此时浮选精矿TiO2回收率达88.50%、TiO2品位达35.52%。与一次性加药相比，精矿TiO2品位及回收率提高1个百分点左右。

在此基础上进行了一次性加药和分段加药（80%+20%）开路连选试验，试验流程见图2，硫酸粗选用量为650 g/t、精选1 为240 g/t、精选2 为150 g/t，MOH-2为2 000 g/t，柴油为500 g/t，试验结果见表2。

从表2可看出，浮钛粗选段一次性加药后连续精选精矿TiO2品位为47.23%、回收率为77.99%，分段加药连续精选精矿TiO2品位为47.87%、回收率为78.97%。相比较而言，分段加药精矿品位高0.64 个百分点、回收率高0.98个百分点。

综上所述，粗粒钛铁矿浮钛粗选段分段加药精矿指标优于常规一次性加药指标，即分段加药有利于精矿指标的改善和提高。

2.2 浮钛粗选前不同调浆时间试验［10-11］

根据探索试验获得的理想药剂制度，依次添加硫酸、MOH-2、柴油进行调浆时间条件试验，试验采用1次粗选流程，试验固定硫酸用量为650 g/t、MOH-2 为1 800 g/t、柴油为500 g/t，试验结果见表3。

从表3 可看出：随着搅拌时间的增加，浮选精矿TiO2品位和回收率均先升后降，搅拌时间为5 min 时的浮选精矿TiO2品位最高，在搅拌时间为15 min时的浮选精矿TiO2回收率最高。综合考虑，确定粗选前的搅拌时间为15 min。

调浆时间试验结果表明，粗选前保持适当的搅拌时间可以改善浮选指标。据此开展了常规搅拌时间（5 min）与搅拌15 min 情况下的开路连选试验，试验流程见图2，试验固定硫酸粗选用量为650 g/t、精选1 为240 g/t、精选2 为150 g/t，MOH-2 为2 000 g/t，柴油为500 g/t，试验结果见表4。

从表4 可看出，粗选前调浆时间控制在5 min 时的精矿TiO2品位为47.62%、回收率为76.88%，15 min时的精矿TiO2品位为47.35%、回收率为77.64%。相比较而言，搅拌时间为15 min情况下的TiO2回收率高0.76个百分点。

综上所述，保持适当的粗选前的调浆时间有助于提高精矿指标。

2.3 不同浮选流程及药剂用量对指标的影响

2.3.1 一段粗选流程

2008 年选厂的扩能设计［12］的粗粒浮钛生产线采用1 粗2 扫3 精生产流程，而在实际生产中浮钛粗选段经常可以获得较高质量（TiO2品位≥44%）的粗粒钛精矿，精选作业TiO2品位提高幅度有限。

上述试验的1 粗2 精选别流程［13］已取得了高品质粗粒钛精矿。同时对1 粗选别流程能否也能获得合格钛精矿展开了试验研究，结果见表5。

从表5 可看出，采用一段粗选流程选钛，均可得到TiO2品位47%以上的精矿；核心药剂MOH-2（硫酸起配合作用）用量从1 800 g/t 增加到3 500 g/t，精矿TiO2回收率呈现上升趋势，过量则导致TiO2回收率下降。

2.3.2 1粗1精开路浮选流程

1粗1精开路浮选流程试验结果见表6。

从表6 可看出：1 粗1 精开路浮选流程可以获得合格粗粒钛精矿。

2.3.3 1粗2精开路浮选流程

1粗2精开路浮选流程试验结果见表7。

从表7 可看出：1 粗2 精开路浮选流程精矿指标略好于1粗1精开路浮选流程精矿指标。

2.3.4 不同浮选流程相同捕收剂用量［14］试验效果对比

不同浮选流程相同捕收剂用量试验效果对比见表8。

从表8 可看出：在精矿TiO2品位接近的情况下，增加精选次数，TiO2回收率略高，这与其他药剂用量变化有关，表现为试验流程越短，所需硫酸消耗量越高［15］。

3 结论

（1）攀枝花某选厂浮钛粗选段采用分段加药方式有益于精矿质量和回收率的提高，分段加药适宜比例为80%+20%。

（2）适当增加浮钛粗选前调浆时间有助于精矿回收率的提高，粗选前较佳调浆时间约15 min。

（3）在精矿TiO2品位接近的情况下，增加精选次数，精矿TiO2回收率提高与药剂制度的及时调整有关。

（4）浮选流程越短，硫酸消耗量越高，一段粗选流程较1粗2精流程硫酸用量高26%～57%。降低浮选药剂消耗和提高浮选回收率的有效途径之一是制定合理的浮选流程。