权利要求
1.一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，其特征在于：将钒钛铁粗精矿通过网孔为0.038mm的筛网进行分级，分级所得+0.038mm粒级产品经过搅拌磨矿后，与分级所得-0.038mm粒级产品合并成优化粒级产品，所述优化粒级产品依次进行脱磁处理和磁选提质，得到提质铁精矿。
2.根据权利要求1所述的一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，其特征在于：
和/或，
所述钒钛铁粗精矿包含的主要目的矿物为钛磁铁矿和磁铁矿，其中，钛磁铁矿主要与包含钛铁矿、绿泥石、蛇纹石和橄榄石在内的脉石矿物紧密连生，单体离解度低于76%。
3.根据权利要求1所述的一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，其特征在于：
所述搅拌磨矿的条件为：磨矿过程中磨机体积填充率为25%~35%，给矿浓度为40%~60%，磨矿时间为4~8min，磨机搅拌速度为400~600r/min。
4.根据权利要求1或3所述的一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，其特征在于：所述搅拌磨矿采用的磨矿介质为钢球，钢球尺寸为1.5～4.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，其特征在于：所述优化粒级产品中-0.038mm粒级的质量占比为90.06%~94.82%。
6.根据权利要求1所述的一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，其特征在于：所述脱磁处理采用高频脉冲脱磁器完成，脱磁场强为120~180kA/m，脱磁波频率为400~800Hz。
7.根据权利要求1所述的一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，其特征在于：所述磁选采用的磁场强度为1400~1800奥斯特。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及一种钒钛铁精矿提质方法，特别涉及一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，属于选矿技术领域。
背景技术
[0002]钒钛磁铁矿作为重要的铁矿石，同时也是提取钒钛资源的主要
矿产资源。某地区的钒钛磁铁矿品位在55%左右，硫、
铝、硅和镁等杂质含量较高，而钢铁冶炼系统入料TFe品位每提高1个百分点，则焦比降低2个百分点、高炉利用系数提高3个百分点。而钒钛磁铁矿品位低，导致后续高炉冶炼成本居高不下，制约了钒钛磁铁矿资源的高值化开发利用。
[0003]目前，钒钛磁铁矿选矿过程采用阶段磨矿-阶段磁选的主干流程，由于两段磨矿均使用球磨机，导致磨矿粒度分布不均匀，铁精矿品位很难提升到57%以上。而基于钒钛磁铁矿中伴生钒、钛、
钴等多种元素的磁铁矿，其矿物组成、嵌布特性与普通磁铁矿有明显差异，导致钛磁铁矿与脉石矿物选择性解离困难，钒钛铁精矿中存在大量铁钛矿物连生体，严重影响铁精矿品位。因此，现有技术亟需开发钛磁铁矿选择性磨矿与强化富集技术，促进钒钛磁铁矿资源高值化开发利用。
[0004]例如，中国专利(CN113560030A)公开了一种钒钛磁铁精矿的选矿方法，将钒钛磁铁精矿I与溶有分散剂的水溶液混合制成矿浆，将矿浆进行湿法球磨处理，控制球磨后的细矿粒度-15μm占比95%以上，对磨矿后的细矿进行磁选，分离得到富铁的钒钛磁铁精矿II和富钛的钛粗矿。该方法主要是借助分散剂将钒钛磁铁精矿球磨至适当粒度，能够实现钒钛磁铁矿中的铁和钒物相的高效解离并实现高效的分选。虽然该方法通过球磨至细矿粒度-15μm占比95%以上，能够充分实现铁和钒物相的高效解离，但是其能耗高，且粒径过小会加大后续
浮选分离的难度。
发明内容
[0005]针对现有技术存在的技术问题和不足，本发明目的是在于提供一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，该方法针对钒钛铁粗精矿的矿物组成和嵌布特点，采用“分级+磨矿+脱磁+磁选”相结合的工艺流程，能够有效提高铁精矿的品位，同时降低硅、镁、铝等杂质元素的含量，为钒钛磁铁矿的高效回收与低成本冶炼提供技术支持。
[0006]为了实现上述技术目的，本发明提供了一种钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法，该方法是将钒钛铁粗精矿通过网孔为0.038mm的筛网进行分级，分级所得+0.038mm粒级产品经过搅拌磨矿后，与分级所得-0.038mm粒级产品合并成优化粒级产品，所述优化粒级产品依次进行脱磁处理和磁选提质，得到提质铁精矿。
[0007]本发明针对钒钛铁粗精矿的矿物组成和嵌布特点(比如，钒钛磁铁矿中伴生钒、钛、钴等多种元素的磁铁矿，其矿物组成、嵌布特性，导致钛磁铁矿与脉石矿物选择性解离困难，钒钛铁精矿中存在大量铁钛矿物连生体，严重影响铁精矿品位)，创新地采用了“分级+磨矿+脱磁+磁选”相结合的工艺流程。首先，对钒钛铁粗精矿进行分级，主要是基于经过大量实验数据统计发现，钒钛铁粗精矿中-0.038mm粒级产品中的钛磁铁矿主要以离解的单体颗粒存在，而+0.038mm粒级产品中钛磁铁矿仍然与脉石矿物相互嵌布。其次，磨矿是实现钛磁铁矿单体颗粒与脉石矿物分离有效手段，但是直接将钒钛铁粗精矿进行磨矿处理，很容易将-0.038mm粒级产品过磨，而过磨会导致微细颗粒形成磁聚团，造成脉石矿物夹带，且随着粒度的降低，钛磁铁矿颗粒的比磁化系数减小，矫顽力增大，导致磁性颗粒与弱磁性颗粒的磁选分离效率降低，因此，在磨矿之前采用了0.038mm的筛网进行分级，对+0.038mm粒级产品进行选择性细磨主要是实现钛磁铁矿单体颗粒与脉石矿物的离解，同时避免-0.038mm粒级产品过磨而影响后续的分离过程。再次，在钛磁铁矿单体颗粒与脉石矿物充分离解的基础上，大大提高了后续磁选分离效率。此外，在磁选前先进行脱磁处理能够消除钒钛铁粗精矿的剩磁，减少磁团聚现象，使钛磁铁矿颗粒充分分散，降低脉石矿物的夹带，从而提高磁选分离效率。综上所述，本发明的“分级+磨矿+脱磁+磁选”相结合的工艺流程能够有效实现钒钛铁粗精矿的提质。
[0008]作为一个优选的方案，所述钒钛铁粗精矿由钒钛磁铁矿通过磨矿和磁选得到。
[0009]作为一个优选的方案，所述钒钛铁粗精矿包含的主要目的矿物为钛磁铁矿和磁铁矿，其中，钛磁铁矿主要与包含钛铁矿、绿泥石、蛇纹石和橄榄石在内的脉石矿物紧密连生，单体离解度低于76%。
[0010]作为一个优选的方案，所述搅拌磨矿的条件为：磨矿过程中磨机体积填充率为25%~35%，给矿浓度为40%~60%，磨矿时间为4~8min，磨机搅拌速度为400~600r/min。搅拌球磨采用立式搅拌球磨机，其主要利用搅拌装置的搅动和主轴的高速旋转协调作用，使得搅拌球磨机内的研磨介质被激发成不规则运动，增大了物料颗粒之间的碰撞、挤压、磨擦和剪切作用，强化钛磁铁矿与脉石矿物的解离。能够避免传统磨机效率低、磨矿产品粒度不均匀、能耗高等问题，提高了磨矿产品后续的分选效率。此外，在优选的磨矿条件下既能够实现钛磁铁矿单体颗粒与脉石矿物的充分离解，又能够保证单体颗粒不会过磨。磨矿过程也可以采用锥形球磨机实现，最优选为立式搅拌球磨机。
[0011]作为一个优选的方案，所述搅拌磨矿采用的磨矿介质为钢球，钢球尺寸为1.5～4.5mm。
[0012]作为一个优选的方案，所述优化粒级产品中-0.038mm粒级的质量占比为90.06%~94.82%。优化粒级产品的粒级分布控制在适当的粒径范围内，既能够保证钛磁铁矿单体颗粒的离解率，又有利于后续的磁选分离过程。
[0013]作为一个优选的方案，所述脱磁处理采用高频脉冲脱磁器完成，脱磁场强为120~180kA/m，脱磁波频率为400~800Hz。通过脱除处理能够有效消除钒钛铁粗精矿的剩磁，减少磁团聚，降低脉石矿物的夹带。
[0014]作为一个优选的方案，所述磁选采用的磁场强度为1400~1800奥斯特。
[0015]本发明的钒钛铁粗精矿采用网孔为0.038mm的标准筛，粗精矿-0.038mm粒级的产率为约为42.01%，铁的分布率约为44.24%。
[0016]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0017](1)本发明对钒钛磁铁矿采用0.038mm筛网进行预先分级，一方面，防止-0.038mm粒级的物料过磨，而过磨会导致微细颗粒形成磁聚团，造成脉石矿物夹带，且随着粒度的降低，钛磁铁矿颗粒的比磁化系数减小，矫顽力增大，导致磁性颗粒与弱磁性颗粒的磁选分离效率降低;另一方面，对于+0.038mm粒级的物料进行再磨处理，利用球磨过程中的强剪切作用，促进钛磁铁矿中微细粒脉石矿物的剥离，提高钛磁铁矿的解离度，为铁精矿的提质降杂创造条件。
[0018](2)本发明采用搅拌球磨机作为精矿再磨设备，适应性强、能耗低、磨矿效率高，能够有效提高钛磁铁矿的解离效率，铁精矿品位的提高，能够有效降低钒钛铁精矿冶炼成本，增加高炉利用系数，对钒钛磁铁矿资源的高值化利用有重要意义。
[0019](3)本发明采用“分级+磨矿+脱磁+磁选”相结合的工艺流程对钒钛铁粗精矿进行提质，能够有效提高铁精矿的品位，同时降低硅、镁、铝等杂质元素的含量，例如，实施例1中，钒钛铁粗精矿的TFe品位为55%，且钛磁铁矿与钛铁矿、蛇纹石、绿泥石等脉石矿物紧密连生，经过提质后，其品位为59.46%，回收率为95.63%，TFe提高4.45个百分点，SiO2、MgO、Al2O3的品位分别降低3.07、2、1个百分点，有效提高了铁精矿的品质。
附图说明
[0020]图1为钒钛铁精矿MLA彩图。
[0021]图2为钛磁铁矿与脉石矿物的连生嵌布特征;钛磁铁矿与主要脉石矿物的连生嵌布特征(M1:钛磁铁矿，Ch:绿泥石，S:蛇纹石，O:橄榄石，Spl:尖晶石，F:闪石，P:长石)。
[0022]图3为钒钛铁精矿预先分级-选择性磨矿-磁选提质工艺流程。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对发明的具体实施方式进行详细描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]下面结合具体实施例和对比例对本发明进一步说明，所用的钒钛铁精矿化学多元素分析结果及物相组成情况如表1、表2所示，钛磁铁矿与主要脉石矿物的连生嵌布特征如图1、图2所示。
[0025]
[0026]
[0027]实施例1
[0028]钒钛铁精矿预先分级-选择性磨矿-磁选提质工艺流程如图3所示，将钒钛铁精矿用0.038mm的标准筛将粗精矿进行预先分级，+0.038mm粒级的产品加入立式搅拌磨机进行磨矿，磨矿介质为钢球，钢球尺寸为3mm，钢球填充率为35%，磨矿浓度为50%，磨矿时间为5min，磨机搅拌速度为500r/min。将磨矿产品与-0.038mm粒级的分级产品合并后进行脱磁处理，所述脱磁处理采用高频脉冲脱磁器完成，脱磁场强为160kA/m，脱磁波频率为600Hz。合并产品的Dv(90)为33.972μm。将脱磁产品进行磁选提质，磁场强度为1400奥斯特，得到提质铁精矿。铁精矿TFe品位从55.01%提高至59.46%，TiO2品位从10.25%提高至11.88%，SiO2含量从4.06%降低至0.99%，Al2O3含量从2.62%降低至1.62%，MgO含量从4.13%降低至2.13%，有效提高了铁精矿品位，同时降低杂质元素的含量。
[0029]实施例2
[0030]将钒钛铁精矿用0.038mm的标准筛将粗精矿进行预先分级，+0.038mm粒级的产品加入立式搅拌磨机进行磨矿，磨矿介质为钢球，钢球尺寸为3mm，钢球填充率为30%，磨矿浓度为50%，磨矿时间为5min，磨机搅拌速度为400r/min。将磨矿产品与-0.038mm粒级的分级产品合并后进行脱磁，所述脱磁处理采用高频脉冲脱磁器完成，脱磁场强为160kA/m，脱磁波频率为600Hz。合并产品的Dv(90)为42.768μm。将脱磁产品进行磁选提质，磁场强度为1400奥斯特，得到提质铁精矿TFe品位从55.01%提高至58.22%，TiO2品位为11.58%，SiO2含量为1.24%，Al2O3含量为1.73%，MgO含量为2.36%。减小钢球填充率，降低磨机搅拌速度，磨矿效率有所降低，磨矿产品的粒度Dv(90)为42.768μm，铁精矿品位达到58.22%。
[0031]对比例1
[0032]将钒钛铁精矿用0.038mm的标准筛进行筛分，+0.038mm筛上产品加入锥形球磨机进行磨矿，磨矿介质为钢球，钢球尺寸为15~25mm，磨矿固液比为2kg:1L，磨矿时间为3min，磨机转速为100r/min。将磨矿产品与-0.038mm粒级的分级产品合并后进行脱磁处理，所述脱磁处理采用高频脉冲脱磁器完成，脱磁场强为160kA/m，脱磁波频率为600Hz。合并产品的Dv(90)为41.329μm。将脱磁产品进行磁选提质，磁场强度为1400奥斯特，得到提质铁精矿。铁精矿TFe品位从55.01%提高至57.79%，TiO2品位从10.25%提高至11.40%，SiO2、Al2O3、MgO含量分别降低2.5、0.81、1.43个百分点，铁精矿品位提升幅度较小。
[0033]通过上述实施例与对比例可以看出，本发明采用立式搅拌磨机能够有效提高铁精矿TFe品位，同时降低镁、铝、硅等杂质元素的含量，且立式搅拌磨的效果优于锥形球磨机。
[0034]对比例2
[0035]与实施例1相比，唯一区别在于：钒钛铁精矿不进行预先筛分，直接加入立式搅拌磨机进行磨矿。其他条件与实施例1一致。
[0036]最终得到的铁精矿TFe品位为56.47%，TiO2品位为11.28%，SiO2、Al2O3、MgO含量分别降低1.96、0.76、1.08个百分点，铁精矿品位提升幅度较小。
[0037]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围;如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
说明书附图(3)
声明：
“钒钛铁精矿选择性磨矿提高铁精矿品位的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：中南大学
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