本文作者：刘振辉 张崇辉 卜显忠 谢建宏 单位：西安建筑科技大学 材料与矿资学院

随着世界经济的发展，社会对资源的需求越来越大。提高矿产资源综合循环利用水平，为社会经济可持续发展提供良好稳定的资源保障，是一项重要任务。尾矿被称为& ldquo国际采矿专家。人工存款& rdquo，矿山的大量原矿资源正在减少和枯竭。因此，尾矿作为二次资源，将变废为宝，显示其独特的资源优势。对新疆某地铁尾矿进行了试验研究，并介绍了该矿钛的综合回收。

1尾矿性质

原矿多元素分析结果见表1，原矿钛相分析结果见表2。经过化学分析，原矿的TiO2含量为6.30%，TFe含量为10.45%。主要金属矿物为钛铁矿，含少量钛磁铁矿和锐钛矿。主要脉石矿物有斜长石、辉石、钾长石等。原矿钛相分析结果表明，可回收的TiO2仅占原矿的55.11%，TiO2在钛磁铁矿中的分配率为5.70%，会损失在钛磁铁矿精矿中。二氧化钛在非选择性榍石和硅酸盐中的分配率为39.20%。因此，选矿试验中二氧化钛的回收率应为55%左右。原矿多元素分析结果表明，样品中只有TiO2达到相关综合利用指标，没有其他综合回收组分，有害组分P、S、SiO2含量也较低。

2选矿试验

考虑到该矿(铁尾矿)中二氧化钛的品位较低，可回收的钛铁矿中二氧化钛仅占原矿总含量的52%，如果采用浮选的方式回收钛铁矿，药剂的消耗会增加生产成本，同时存在尾矿中残留药剂排放造成环境污染的问题。根据原矿中的含钛矿物钛磁铁矿和钛铁矿，本次选矿试验主要进行了单一重选、单一中强磁选以及重-磁-重-弱磁-中强磁联合流程方案的探讨和试验。最终确定螺旋溜槽-弱磁-摇床联合流程可以获得合格的钛精矿和适销的铁精矿。

2.1螺旋溜槽预选抛尾磨矿粒度试验为了找到合适的螺旋溜槽预选抛尾粒度，最大限度地丢弃低密度脉石，提高摇床重选品位，减少摇床重选入选矿石量，进行了螺旋溜槽磨矿粒度试验。测试流程见图1，测试结果见表3。随着磨矿粒度的细化，尾矿中二氧化钛的品位和损失率不断上升。而当尾矿不经磨抛(-0.075 mm粒径占33%)时，粗精矿TiO2品位与磨抛-0.075 mm粒径占50% ~ 60%时相近，但TiO2回收率最高，达到95%以上，表明不经磨抛螺旋溜槽预选抛尾是可行的。

2.2螺旋溜槽预选抛尾量选择试验螺旋溜槽预选抛尾量选择试验的目的是在金属损失较少的前提下，最大限度地丢弃低密度脉石矿物，以提高摇床重选品位，减少摇床重选矿石量和摇床设备投资。螺旋溜槽预选及尾矿量选择试验流程见图1，试验结果见表4。随着螺旋溜槽预选尾矿的增加，尾矿二氧化钛品位逐渐增加，粗精矿二氧化钛品位大幅增加。综合考虑磨矿抛尾、粗精矿二氧化钛品位和尾矿二氧化钛损失率的关系，确定螺旋溜槽预选抛尾为50%。

2.3螺旋溜槽磨矿粒度试验-弱磁-摇床重选为了找到钛铁矿、钛铁矿和脉石之间单体解离的合适磨矿粒度，以及下一步弱磁选-摇床重选中钛矿物的入选粒度，进行了螺旋溜槽粗精矿弱磁-摇床重选联合流程磨矿粒度试验。测试流程见图2，测试结果见表5。螺旋溜槽粗精矿进行弱磁选-摇床重选。随着磨矿粒度变小，钛精矿品位逐渐升高，回收率逐渐降低，摇床尾矿中TiO2的损失也逐渐增加。当- 0.075mm粒级大于70%时，钛精矿TiO2品位大于46%。为了保证钛精矿TiO2的品位、回收率和磨矿成本，以下试验选择了- 0.075mm粒度的70%。

2.4弱磁粗选的磁感应强度测试。为了防止钛磁铁矿在摇床重选时一起进入重选精矿，影响钛精矿的TiO2品位，在钛铁矿重选前必须进行弱磁选分离钛磁铁矿[1-2]。弱磁选原则上既要保证最大限度分离钛铁矿获得钛精矿，又要降低弱磁选过程中钛铁矿中TiO2的损失率。为此，进行了弱磁选的磁场强度试验。测试流程见图3，测试结果见表6。从表6中的结果可以看出，随着磁场强度的增加，铁精矿中的TiO2品位、TFe品位和TiO2损失率变化不大，但铁的回收率大大增加。选择110mT的弱磁感应强度进行以下测试。

2.5弱磁分离的磁感应强度试验。由于弱磁粗选得到的钛磁铁精矿TFe品位只有55%左右，为了进一步提高铁精矿品位，对弱磁粗选精矿进行了磁感应强度试验。但在选矿试验中发现，即使将磁感应强度降低到60mT，也不能废弃选矿尾矿，根本达不到提高铁品位的目的。也就是说，钛磁铁矿是一种强磁性矿物，在较低的磁感应强度下(不经过选矿)，通过一段选矿即可获得合格的钛磁铁矿精矿产品。

2.6在摇床中研磨和再浓缩钛的试验。在- 0.075mm磨矿粒度为70%的条件下，采用螺旋溜槽-弱磁-摇床再精选的摇床中二氧化钛品位为24.20%，二氧化钛分配率为12.70%。x射线衍射分析表明，摇床中的矿石含有53%的钛铁矿、33%的辉石、3%的赤铁矿和黄铁，以及少量其他矿物。根据摇床中矿石的显微观察，有一些粒度较细的团块，最细的粒度为0.077 mm，连接体主要与共生边界伴生，少数相互穿插，不存在钛铁矿被脉石矿物完全包裹的现象。这部分中矿中的钛铁矿不仅粒度细，而且还嵌有脉石矿物共生，导致矿石颗粒间紧密，难以分离。为了进一步从摇床矿石中回收钛铁矿，提高TiO2的回收率，必须对摇床矿石进行磨矿回归，使钛铁矿达到基本的单体解离，才会产生分选效果。摇床再磨选矿试验流程见图4，试验结果见表7。摇床再磨选矿试验中，钛精矿TiO2品位为44.18%，回收率为9.57%，TiO2总回收率提高到56.07%。因此，中矿再磨再磨效果明显，也是提高二氧化钛回收率的有效措施。

2.7螺旋溜槽-弱磁-摇床联合工艺综合条件验证试验螺旋溜槽-弱磁-摇床重选工艺条件的优化试验是按照螺旋溜槽抛尾、钛铁矿弱磁分选、钛铁矿摇床分选、中矿再磨重选的各项操作进行的。综合条件验证测试流程如图5所示，测试结果见表8。通过螺旋溜槽-弱磁选-摇床重选联合工艺的综合条件验证试验，获得了TiO2品位48.27%、回收率56.07%的钛精矿和TFe品位54.60%、回收率11.81%的铁精矿。通过综合条件验证试验，给矿量增加，运行稳定，波动小，分选效果明显，提高了钛铁矿的选矿技术指标。

3结论

1)为了防止钛磁铁矿在摇床重选过程中一起进入重选精矿，影响钛精矿的TiO2品位，在钛铁矿重选前，采用弱磁选分离钛磁铁矿。2)螺旋溜槽-弱磁-摇床重选中二氧化钛的品位为24.20%，二氧化钛的分配率为12.70%。为了提高二氧化钛的回收率，在实际生产中，摇床中的矿石可以返回到球磨再磨的闭路循环中。3)采用螺旋溜槽-弱磁场-摇床重选联合流程，最终获得TFe品位54.6%、回收率11.81%的钛磁铁精矿和TiO2品位48.27%、回收率56.07%的钛精矿。钛精矿符合生产钛铁和二氧化钛的质量标准；铁精矿符合攀西钒钛磁铁精矿P51质量标准。4)本次试验推荐的螺旋溜槽-弱磁-摇床工艺流程顺畅，选矿条件简单，投资少，生产成本低，易于工业化实施，有利于矿山发展。