钒钛磁铁矿选别生产线及钒钛磁铁矿选别方法

摘要

本发明公开了一种钒钛磁铁矿选别生产线及选别方法，其中，该钒钛磁铁矿选别生产线包括处理破碎原矿的一段磨矿设备(1)、一段分级设备(2)、一段弱磁粗选设备(3)，一段弱磁粗选设备(3)输出的精矿和尾矿分别进入铁矿生产线和钛矿生产线，所述铁矿生产线的部分产物进入所述钛矿生产线，且所述钛矿生产线的部分产物进入所述铁矿生产线。通过上述技术方案，初步磨矿处理的破碎原矿磁选为含有较多钛磁铁矿的铁粗精矿和含有较多钛铁矿的粗粒钛原料，随后分别投入铁矿生产线和钛矿生产线，避免硬度不同的矿物在进一步磨矿处理时影响矿物粒度，并且可以提高矿物中目标成分的回收率，缩短了流程且优化了设备配置，具有较高的经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及矿物选别，具体地，涉及一种钒钛磁铁矿选别生产线及钒钛磁铁矿选别方法。

背景技术

钒钛磁铁矿在中国分布广泛，储量丰富，仅攀西地区(攀枝花-西昌)已探明的钒钛磁铁矿储量就达100亿t，占全国铁矿探明储量的20％，占世界同类矿石储量的25％。钛资源储量8.7亿吨，占世界钛储量的35.2％，占全国钛储量的90.5％。

目前对钒钛磁铁矿的选矿普遍采用“先选铁、后选钛”的原则或“铁、钛共磨分选”原则。“先选铁、后选钛”的原则包括彼此较为独立的铁矿生产线和钛矿生产线，矿物通过铁矿生产线处理完毕后的低铁含量的矿物进入钛矿生产线继续处理，存在选矿流程长、设备配置多、建设投资与管理运行成本高等问题；“铁、钛共磨分选”原则中铁矿和钛矿的选别基本同步地进行，在磨矿步骤中，矿物的颗粒度控制存在难题，导致钛铁矿过磨泥化现象严重，即低于19微米的颗粒含量过高，这样的矿物颗粒中的矿物不能被很好地回收，导致钛资源利用率低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够高效生产且能够容易控制矿物颗粒度的钒钛磁铁矿选别设备。

另外，本发明的目的还包括提供一种能够高效生产且能够容易控制矿物颗粒度的钒钛磁铁矿选别方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种钒钛磁铁矿选别生产线，其中，该钒钛磁铁矿选别生产线包括依次对破碎原矿处理的一段磨矿设备、一段分级设备、一段弱磁粗选设备，该钒钛磁铁矿选别生产线包括铁矿生产线和钛矿生产线，所述一段弱磁粗选设备输出的精矿进入所述铁矿生产线，并且输出的尾矿进入所述钛矿生产线，所述铁矿生产线的部分产物进入所述钛矿生产线，且所述钛矿生产线的部分产物进入所述铁矿生产线。

优选地，所述铁矿生产线包括依次处理所述一段弱磁粗选设备输出的精矿的二段分级设备、二段弱磁粗选设备、二段弱磁精选设备；并且所述钛矿生产线包括依次处理所述一段弱磁粗选设备输出的尾矿的一段除铁设备、隔渣设备、一段强磁设备、选钛分级设备、二段除铁设备、二段强磁设备及浮选设备。

优选地，所述铁矿生产线包括二段弱磁扫选设备，所述二段弱磁粗选设备和所述二段弱磁精选设备分别输出的尾矿共同输入到所述二段弱磁扫选设备，所述二段弱磁扫选设备输出的尾矿与隔渣设备输出的细颗粒矿物一起输入到所述一段强磁设备。

优选地，所述二段弱磁扫选设备输出的尾矿经过沉降设备处理后进入所述一段强磁设备。

优选地，所述二段弱磁扫选设备输出的精矿返回输入到所述二段分级设备。

优选地，所述一段除铁设备输出的精矿输入所述二段分级设备，并且所述二段除铁设备输出的精矿输入到所述二段分级设备。

优选地，所述二段分级设备输出的粗颗粒矿物经过二段磨矿设备处理后返回输入所述二段分级设备。

优选地，所述选钛分级设备输出的粗颗粒矿物经过选钛磨矿设备处理后返回输入到所述选钛分级设备。

优选地，所述一段分级设备和所述二段分级设备包括水力旋流器和高频振动细筛，所述隔渣设备包括圆筒筛和复振筛。

另外，本发明还提供了一种钒钛磁铁矿选别方法，其中，所述钒钛磁铁矿选别方法使用以上所述的钒钛磁铁矿选别生产线处理钒钛磁铁矿。

通过上述技术方案，初步磨矿处理的破碎原矿磁选为含有较多钛磁铁矿的铁粗精矿和含有较多钛铁矿的粗料钛原料，随后分别投入能够彼此交叉作业的铁矿生产线和钛矿生产线，避免硬度不同的矿物在进一步磨矿处理时影响矿物粒度，并且可以提高矿物中目标成分的回收率，缩短了流程且优化了设备配置，具有较高的经济效益。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种具体实施方式的钒钛磁铁矿选别生产线的流程示意图。

附图标记说明

1 一段磨矿设备 2 一段分级设备

3 一段弱磁粗选设备 4 二段分级设备

5 二段弱磁粗选设备 6 二段弱磁精选设备

7 二段弱磁扫选设备 8 二段磨矿设备

9 沉降设备 10一段除铁设备

11隔渣设备 12一段强磁设备

13选钛分级设备 14二段除铁设备

15选钛磨矿设备 16二段强磁设备

17浮选设备 A 铁精矿

B 溢流 C 最终尾矿

D 钛精矿

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“精矿”是指磁选设备磁选得到的具有较高磁性的矿物，而“尾矿”则是指磁选设备磁选得到的磁性相对较弱的另一部分矿物，也就是说，“精矿”为目标矿物，比如磁选设备选出的具有磁性的矿物。当然，这里的精矿和尾矿仅是相对于具体的某一个设备定义，并不代表尾矿为没有利用价值的矿物，例如，磁选设备输出的尾矿可能含有较多的钛，仍具有选别的价值。

另外，在下文中，一段弱磁粗选设备3、二段分级设备4、二段弱磁粗选设备5、二段弱磁精选设备6、二段弱磁扫选设备7、一段除铁设备10、一段强磁设备12、二段除铁设备14、二段强磁设备16等均为磁选设备，原理均为通过磁场作用将磁性较强的矿物颗粒选别出来，各个设备的主要区别在于磁场强度不同，以针对不同阶段的矿物颗粒进行选别。

本发明提供了一种钒钛磁铁矿选别生产线，其中，该钒钛磁铁矿选别生产线包括依次对破碎原矿处理的一段磨矿设备1、一段分级设备2、一段弱磁粗选设备3，该钒钛磁铁矿选别生产线包括铁矿生产线和钛矿生产线，所述一段弱磁粗选设备3输出的精矿进入所述铁矿生产线，并且输出的尾矿进入所述钛矿生产线，所述铁矿生产线的部分产物进入所述钛矿生产线，且所述钛矿生产线的部分产物进入所述铁矿生产线。

一段磨矿设备1用于进一步地将破碎原矿磨碎为更小的粒度，一段分级设备2用于将进一步破碎后的矿物进行粒度分级，将合适粒度的矿物送到下一级的一段弱磁粗选设备3进行磁选处理，而粒度不合适(较大)的则被筛分出来，可以选择返回一段磨矿设备1再次做磨矿处理(如图1所示)，也可以作为尾矿排放。

钒钛磁铁矿中的主要矿物包括钛磁铁矿和钛铁矿，其中钛铁矿的主要成分为FeTiO₃(可表示为FeO·TiO₂)，其中钛铁矿的磁性小于钛磁铁矿的磁性，特别地，二者的硬度相差较大，一段弱磁粗选设备3可以基本地将磁性强度不同的钛铁矿和钛磁铁矿彼此分离，避免硬度相差较大的矿物在后期的磨矿处理时产生过细的矿物颗粒，出现过磨泥化现象，即，当硬度较大的矿物被磨碎到合适粒度时，硬度较小的矿物的粒度过细，比如粒度小于0.019mm的颗粒的质量分数超过10％。本发明的思路在于，将钒钛磁铁矿中性能相差较大的两种矿物通过简单的步骤分离，得到含有较多钛磁铁矿的铁粗精矿和含有较多钛铁矿的粗料钛原料，随后将两种不同矿物分别投入不同的生产线进行选别处理，因此可以避免两种矿物之间的相互影响，提高选矿的效率。

另外，在钒钛磁铁矿的选别过程中，钛铁矿和钛磁铁矿并不能做到绝对完全地彼此分离，因此，所述铁矿生产线和所述钛矿生产线各自的设备处理矿物的过程中，可以将部分中间产物或最终产物转移到另一条生产线中，以便于对其中的钛磁铁矿和钛铁矿进行提纯，即，所述铁矿生产线中选别出来的钛含量较高的中间产物或最终产物可以投入到所述钛矿生产线中，类似的所述钛矿生产线中选别出来的铁含量较高的中间产物或最终产物可以投入到所述铁矿生产线中。因此，通过所述铁矿生产线和所述钛矿生产线的简单的交叉式作业，可以分别对矿物中的含铁成分和含钛成分进行多次地选别，提高矿物的产出率。

具体地，所述铁矿生产线包括依次处理所述一段弱磁粗选设备3输出的精矿的二段分级设备4、二段弱磁粗选设备5、二段弱磁精选设备6；并且，所述钛矿生产线包括依次处理所述一段弱磁粗选设备3输出的尾矿的一段除铁设备10、隔渣设备11、一段强磁设备12、选钛分级设备13、二段除铁设备14、二段强磁设备16及浮选设备17。

在以上所述的铁矿生产线中，二段分级设备4对一段弱磁粗选设备3输出的精矿做进一步地颗粒分级，分选出颗粒更细的矿物输入到的二段弱磁粗选设备5进行磁选处理，而二段弱磁粗选设备5输出的精矿则进入二段弱磁精选设备6再次进行磁选处理，最终可以输出铁精矿及尾矿。在所述铁矿生产线中，磁选设备多为弱磁环境，可以将铁含量较高且磁性较强的铁矿颗粒磁选出来并最终得到铁精矿A。

在以上所述的钛矿生产线中，一段除铁设备10可以为磁选设备，其输出磁性相对较强的精矿以及磁性相对较弱的尾矿，其中磁性相对较弱的尾矿进入隔渣设备11进行处理，可以去除一些杂物得到纯净度更高的精矿，该精矿通过一段强磁设备12去除其中的脉石成分后得到钛含量更高的矿物颗粒，该矿物颗粒通过选钛分级设备13进行颗粒筛分处理，得到颗粒更细的矿物先后通过二段除铁设备14及二段强磁设备16做进一步地除铁、除脉石处理后，进入浮选设备17，进行浮硫、浮钛处理，其中，硫化物的可浮性优于含钛矿物，因此可以先进行浮硫处理，浮硫处理用于将矿物中的含硫杂质提取出来，使得最终钛精矿D中的硫含量的质量分数不高于0.2％，随后进行浮钛处理，对矿物进行提纯以提高钛矿品位，最终得到钛精矿D中TiO₂的质量分数不小于47％。

其中，一段除铁设备10和二段除铁设备14采用较弱的磁场强度处理矿物，可以将铁含量较高且磁性较强的矿物颗粒磁选出来，这些颗粒可以返回到所述铁矿生产线中，以下将详细说明；而一段强磁设备12和二段强磁设备16则采用较强的磁场强度处理矿物，将矿物中磁性较弱的钛铁矿的矿物颗粒磁选出来，其余的尾矿颗粒可以作为最终尾矿C排放；隔渣设备11筛分出的杂物也作为最终尾矿C排放。

进一步地，所述铁矿生产线包括二段弱磁扫选设备7，所述二段弱磁粗选设备5和所述二段弱磁精选设备6分别输出的尾矿共同输入到所述二段弱磁扫选设备7，所述二段弱磁扫选设备7输出的尾矿与隔渣设备11输出的细颗粒矿物一起输入到所述一段强磁设备12。二段弱磁粗选设备5和二段弱磁精选设备6分别输出的尾矿的钛含量仍相对偏高，因此应当这部分矿物做扫铁处理后转入所述钛矿生产线，即在二段弱磁扫选设备7进行处理，选出部分的铁含量较高的矿物后将尾矿输入到一段强磁设备12。

具体地，所述二段弱磁扫选设备7输出的尾矿经过沉降设备9处理后进入所述一段强磁设备12。二段弱磁扫选设备7输出的尾矿浓度相对较低且颗粒相对较细，可以通过沉降的方法进行处理，例如在沉降池中进行沉降处理，沉降池上部主要成分为水的溢流B排放，而底部的矿物则转入到一段强磁设备12。

另外，所述二段弱磁扫选设备7输出的精矿返回输入到所述二段分级设备4。二段弱磁扫选设备7扫选出的精矿具有较高的铁含量，并且可能存在粒度较大的矿物颗粒，因此，可以将这些精矿返回到二段分级设备4中与一段弱磁粗选设备3输出的精矿共同进行分级处理，随后再次进行磁选处理以得到精铁矿A。由此可见，所述铁矿生产线产生的铁精矿之外的矿物被再次地利用，通过二段弱磁扫选设备7选别后，尾矿可以进入所述钛矿生产线，精矿进入下级的所述铁矿生产线中，提高矿物的利用率。

另外，所述一段除铁设备10输出的精矿输入到所述二段分级设备4，并且所述二段除铁设备14输出的精矿输入到所述二段分级设备4。一段除铁设备10和二段除铁设备14通过较弱的磁场处理所述钛矿生产线中的矿物，可以将铁含量较高的矿物颗粒磁选出来，这些矿物颗粒可以返回到所述铁矿生产线中用于提取铁精矿，并且，二段分级设备4可以对这些矿物颗粒进行粒度分级，以将粒度合适的矿物颗粒输入到磁选设备。

另外，所述二段分级设备4输出的尾矿经过二段磨矿设备8处理后返回输入到所述二段分级设备4。二段分级设备4属于粒度分级设备，可以将矿物分级为粒度较细和粒度较粗的两种矿物颗粒，因此，可以通过二段磨矿设备8再次磨矿处理后再次返回到所述铁矿生产线中，即进入二段分级设备4。

另外，所述选钛分级设备13输出的尾矿经过选钛磨矿设备15处理后返回输入到所述选钛分级设备13。选钛分级设备13与二段分级设备4相似，且选钛磨矿设备15与二段磨矿设备8相似，此处的流程设计相似地也是为了对粒度较粗的矿物进行磨矿处理后返回到所述钛矿生产线中，即选钛分级设备13。

具体地，所述一段分级设备2和所述二段分级设备4包括水力旋流器和高频振动细筛，所述隔渣设备11包括圆筒筛和复振筛等。水力旋流器和高频振动细筛可以根据矿物颗粒的重量和粒度进行分级，从而选出重量较小、粒度较细的矿物颗粒。

在本发明中，一段弱磁粗选设备3的磁场强度为1000～4000奥斯特，二段弱磁粗选设备5和二段弱磁精选设备6的磁场强度为1000～3000奥斯特，一段强磁设备12的磁场强度为5000～10000奥斯特，二段强磁设备16的磁场强度为4000～8000奥斯特，一段除铁设备10和二段除铁设备14的磁场强度为2000-2500奥斯特；一段磨矿设备1输出的矿物颗粒的粒度为0.074mm以下的矿物颗粒的含量为20％～50％质量分数，二段磨矿设备8输出的矿物颗粒的粒度0.074mm以下的矿物颗粒的含量为50％～80％重量分数，选钛磨矿设备15输出的矿物颗粒的粒度为0.074mm以下的矿物颗粒的含量为50％～70％质量分数，隔渣设备的圆筒筛和复振筛的筛孔尺寸为1mm～3mm。

另外，本发明还提供了一种钒钛磁铁矿选别方法，其中，所述钒钛磁铁矿选别方法使用以上所述的钒钛磁铁矿选别生产线处理钒钛磁铁矿。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。