我国大型原生金红石矿的选矿工艺

　　原生金红石矿是我国金红石矿的主要类型，占国内金红石总量的86%.目前国内原生金红石矿的开发依然处于起步阶段，仅有山西代县金红石矿在小规模开采。其主要原因是我国原生金红石矿品位低，粒度细，矿物组成及互相嵌布关系复杂，金红石矿物与一些主要伴生的有用矿物的可选性差别较小，选矿工艺复杂，建厂投资大，经济效益低下。代县金红石精矿产品质量优良，但金红石（TiO）的回收率也不足50%.近年来，我国多家研究单位相继对原生金红石矿做了大量的研究工作，探索合理的选矿工艺。

　　2湖北枣阳金红石矿2.1矿石性质枣阳金红石矿系富含金红石的变质基性岩原生矿，有用矿物主要为金红石，伴生有少量钛铁矿、磁铁矿、榍石、白钛矿、黄铁矿、磷灰石等。脉石矿物主要为柘榴子石、角闪石，其次为黝帘石、绿泥石、云母、长石、石英等。该矿床矿石特点是：金红石嵌布粒度细、分布不均匀，一般粒度在0.03~ 0.1mm，*大颗粒可达0.788~0.95mm，*小为0.015mm；有用矿物与脉石矿物密度差小，其顺序>角闪石（2.93.4t/m3）>黝帘石（SSSt/m3）；部分金红石内有钛铁矿包裹体；钛在脉石矿物中高度分散，钛含量占钛总量的15%~20%；矿石中含有绿泥石和云母等易引起二次泥化的矿物。

　　选矿工艺1983年以前，该矿选矿采用重选-磁选-浮选-磁选的联合工艺流程，其金红石总回收率仅16.65%.1983年9月，在原有流程的基础上改进，改进后流程采用二段磨矿、二段选别，使得金红石总回收率提高到23%~26%.此后，多家研究单位相继对枣阳金红石矿进行了选矿工艺研究。

　　工艺流程对该矿进行了小型试验，其流程及选矿指标见表1.该院的工艺流程可大致分为以重选为主的重-磁选流程和以浮选为主的浮-磁选流程。研究结果表明，浮-磁选流程更适合处理该类矿石。

　　表1某研究院对枣阳金红石矿进行选矿试验研究结果Table1Resultsofresearch原则工艺流程原矿品位精矿品位Ti2回收率重-磁-电重-磁-重浮-磁重-浮-磁湖北省地质实验研究所采用苄基胂酸为捕收剂，分别以氟硅酸钠+硫酸和硝酸铅+氟硅酸钠为调整剂，对该矿石进行了全浮选试验，结果见表2.试验结果表明，采用这2种药剂系列，均获得较好的浮选结果。

　　表2湖北省地质实验研究所对枣阳金红石矿浮选研究结果。%）捕收剂调整剂原矿品位精矿品位Ti2回收率苄基砷酸硫酸+氟硅酸钠浮选闭路：71.62浮-磁：85.53苄基砷酸氟硅酸钠+硝酸铅浮选闭路：62.03武汉工业大学3对该矿用复合捕收剂进行了浮选试验。试验采用苯乙烯膦酸与辛醇组成的复合捕收剂，其浮选效果明显优于苄基胂酸，而且无毒、价廉。

　　3山西代县碾子沟金红石矿3.1矿石性质碾子沟金红石矿床为蚀变岩原生矿，矿石中主要金属矿物有金红石、钛铁矿和磁铁矿。脉石矿物主要为透闪石、滑石和普通角闪石，其次有阳起石、绿泥石、黑云母、石英等，还有少量兰晶石和磷灰石等。矿石的结构和构造比较简单。金红石呈半自形粒状结构和交代残余结构及少量自形柱状结构。其中，半自形粒状结构金红石分布*广，金红石边缘略被脉石矿物交代，金红石粒度较粗，一般为0.5 1.0mm.交代残余结构中的金红石大部分被脉石矿物交代。自形柱状结构则为少量细粒：0.05~0.1mm）金红石被包裹于滑石、透闪石中，其晶形完整且成柱状。后2种结构的金红石因粒度细小且边缘不规则，故多数成连生体而进入尾矿，成为影响回收率的主要原因。与国内同类型矿床相比，该矿矿石品位较低，但其金红石自然颗粒粒度较粗，可选性良好，金红石纯度高、杂质少。

　　选矿工艺代县目前已建的选矿厂的选矿工艺为：重-磁-酸洗联合流程。获得的金红石精矿品位可达90%以上，但选矿回收率较低，不足50%.湖北省地质实验研究所、长沙矿冶研究院及化学工业部化学矿产地质研究院曾对代县碾子沟金红石矿做过可选性试验，其工艺流程及选矿指标见表3.试验结果表明，表3 3单位对代县金红石矿进行选矿试验研究结果。%）工艺流程原矿品位精矿品位Ti2回收率湖北地质所重-磁-酸洗长沙矿冶院重-磁-电-酸洗矿产地质院重-磁-酸洗代县金红石矿的金红石粒度较粗，采用开路磨矿，既能保证金红石不易产生过粉碎，又能达到使金红石单体解离较完全的目的；该矿矿石适宜采用重选。

　　河南西峡金红石矿4.1矿石性质西峡金红石矿矿物成分比较复杂，主要含钛矿物为金红石，次为钛铁矿、钛赤铁矿、榍石。该矿属细粒级金红石矿，金红石粒度大于0.09mm的占各粒级总量的3.07%，0.05~0.09mm的占37.93%，0.0320.05mm的占55.52%，小于0.032mm的占3.47%.从金红石与脉石矿物嵌布状态看，金红石基本上呈细粒均匀嵌布，多为单体，属于易分离型。4.2选矿工艺河南省地矿局地质调查四队对西峡金红石矿进行了选矿试验研究。试验采用重-磁-酸洗联合流程，获得的选矿指标为：金红石原矿品位4.84%，精矿品位93%，精矿回收率61.82%.地矿部郑州矿产综合利用研究所也进行了多方案对比试验，采用磁-重-酸洗工艺，可使金红石回收率大于66%. 5河南方城金红石矿矿石性质河南方城金红石矿矿区有原生矿、风化壳砂矿和冲积型砂矿3种类型。目前主要勘察对象为风化壳砂矿。风化壳砂矿主要含钛矿物为金红石，其次有蚀变钛铁矿、钛铁矿、钛磁铁矿、榍石；脉石矿物主要有角闪石、石英、白云石、绿帘石、绿泥石等。金红石嵌布粒度较细，属细粒、微细粒不均匀嵌布，粒度区间较大；0.01多在0.0370.074mm较多。金红石以自形晶或半自形晶粒状嵌布在脉石矿物粒间，部分以包裹体形式分布在脉石中。金红石与铁矿物间关系非常密切，它们互相穿插，互相包裹。同时存在大量的泥质矿物。

　　选矿工艺昆明理工大学等4单位对河南方城金红石矿进行了选矿试验研究，其结果列于表4.由表4可表4 4单位对方城金红石矿进行选矿试验研究结果试验单位工艺流程原矿品位精矿品位Ti2回收率昆明理工大学重-磁-酸-电磁-重-酸洗-电江西石城钽铌矿弱磁-强-磁-重-酸洗某单位重-浮-酸洗东北大学重-浮-磁-酸洗知，昆明理工大学采用的是磁-重-酸洗-电选的联合工艺对方城金红石矿进行选矿试验。江西石城钽铌矿对方城风化壳中金红石可选性的试验研究采用的工艺为：磁-重-酸洗联合工艺。某单位采用重-浮-酸洗流程分别对该矿粗、细粒级矿样进行了试验研究。东北大学采用擦洗磨矿-重选抛尾-浮选-磁选-酸洗的联合工艺对该矿进行了试验研究。

　　陕西商南金红石矿6.1矿石性质商南金红石矿矿石中主要金属矿物有金红石、钛赤铁矿、钛铁矿、榍石、方铅矿、硫铁矿、磁黄铁综合评述bookmark8矿、黄铁矿、褐铁矿等。脉石矿物主要有角闪石、黑云母、长石、方解石、绿泥石、透闪石、磷灰石及少量的绿帘石等。金红石粒度以0.03~0.15mm为主，占80.1%.少数为0.15~0.3mm或小于0.03mm.选矿工艺陕西地矿局西安测试中心、西北有色金属地质研究所、武汉钢铁学院和昆明理工大学分别对该矿进行了选矿工艺研究，其采用的工艺及试验结果见表5.表5 4单位对商南金红石矿选矿工艺试验研究结果。%）试验单位工艺原矿品位精矿品位TiO2回收率p含量S含量昆明理工大学重-磁-酸洗-重-电选陕西省地矿局西安测试中心重-磁-重-酸洗-焙烧西北有色金属地质研究所重-磁-重-酸洗-浮选武汉钢铁学院重-浮-磁选由表5可知，该矿的金红石精矿回收率普遍不高，其原因主要是矿床的矿石矿物组合复杂，金红石含量低，硫、磷矿物等有害杂质偏高，使选矿流程复杂，加之该矿矿石中金红石粒度细小，且有部分金红石常与一些金属矿物呈连生体，或嵌裹在其它矿物晶体之中，使其在选矿流程中难以分离，损失于磁性物和尾矿中。

　　7四川会东新山金红石矿7.1矿石性质四川会东新山金红石矿的主要钛矿物为金红石、锐钛矿、钛铁矿及榍石等。脉石矿物主要为云母、绿泥石、石英、黑云母等。其金红石品位较高，达到3%~4.5%，但矿物组分复杂，浸染粒度极微细，金红石在矿石中分布极不均匀，被云母、绿泥石包裹，与褐铁矿化、碳酸盐化、硅化的矿石中氧化铁、碳酸盐呈包裹连生关系，属于较难选的矿石。陕西安康镇平金红石矿与此矿类似。

　　选矿工艺昆明理工大学采用不同的工艺流程对该矿进行了选矿试验研究，其结果见表6.该单位的研究针对金红石粒度细的特性，采用了多段磨矿，并用助磨剂抑制或减少颗粒的团聚，从而改善磨矿效果和降低能耗；采用由850mm高梯度磁选机、离波摇床、12kV超高压悬浮电选机等处理微细粒矿石，获得了理想的分离效果。

　　表6昆明理工大学对会东新山金红石矿选矿试验结果）Table6Comparisonofindexeson工艺原矿品位精矿品位TiO2回收率重-磁-浮-电磁-重-酸洗-电重-磁-酸-电8江苏等地金红石矿近年来，在我国发现了不少大型榴辉岩型原生金红石矿床。如江苏省新沂市和东海县一带、安徽省大别山南部潜山和太湖一带、山东诸城市上崔家沟、湖北罗田县和英山县等。

　　矿石性质该类原生金红石矿矿物组成主要有石榴子石、绿辉石、金红石，其它还有角闪石、绿泥石、磷灰石、石英、帘石、粘土、云母和铁质等。此类型金红石矿床具有储量巨大、品位较高、埋藏浅、易开采等特点。石榴子石是主要的伴生脉石矿物，在选矿中往往成为影响金红石精矿品位提高的重要制约因素。多年来，有关金红石与石榴子石分离的工作，一直为国内外所重视。

　　选矿工艺有人对东海榴辉岩型金红石矿，分别采用磁-重-磁选、浮-磁选、重-磁-酸洗、磁-浮-磁选、浮-重选等多种联合工艺进行了试验研究。结果表明，获得品位不低于90%TiO2的金红石精矿并不太难，且都能综合回收其中的石榴子石，个别流程还可回收其中的绿辉石、磷灰石等，但金红石的回收率均偏低。北京有色冶金设计研究总院对东海县榴辉岩型金红石矿采用重-磁-再磨-浮-重选联合工艺进行了试验研究。结果显示，综合回收石榴子石时，金红石精矿品位为90%以上，回收率为52.3%；未回收石榴子石时，金红石精矿品位为90%以上，回收率为62.13%.综合回收石榴子石的效益明显提高。

　　国家建材局地质研究所采用浮选法对金红石与石榴子石进行了分离试验。结果表明：氧化循环油、油酸盐和苄基胂酸均可作为金红石的捕收剂，但均不具备使金红石与石榴子石有效分离的选择性；以FL108作为捕收剂，六偏磷酸钠作为抑制剂，可以实现金红石与石榴子石的有效分离。

　　铜陵有色设计研究院采用重选一强磁选联合工艺，对某榴辉岩型金红石矿；含TiO26.82%）进行了选矿试验。其结果为：金红石精矿；TiO2含量89.94%）回收率45.66%，石榴子石精矿石榴子石含量85%~90%）回收率70%左右。该工艺可有效地综合回收该类矿石中的有用矿物。

　　9结语从近年我国对原生金红石矿的选矿工艺试验结果看，其选矿工艺流程具有以下特点。

　　磨矿细度是影响金红石选别的重要因素，采用阶段磨矿、磨矿擦洗、添加助磨剂等手段均可有效提高选别效果。

　　采用处理微细粒矿石的新型先进设备，如高梯度磁选机、离波摇床、超高压悬浮电选机等，是选别原生金红石矿行之有效的方法。