攀枝花钛资源回收技术进步与发展方向

                       

(攀钢集团钛业分公司选钛厂房)

 

摘要 回顾了攀枝花钛资源回收技术上所取得的主要技术进步，重点对选矿设备的研制及选钛工艺流程的优化和在选钛实行自动控制系统等方面进行了介绍，特别是对“八五”、“九五”期间的研制成果——攀枝花微细粒级钛铁矿回收技术进行了专项介绍，并在选钛厂建成了国家高新技术产业化示范工程，这对于提高攀枝花钛资源综合利用率，扩大钛精矿产能具有十分重要意义。对选钛工艺流程实行彻底改造：采用强磁抛尾工艺，方可大幅度提高选钛厂产能；同时选钛厂目前已开展了特细粒级钛铁矿(-0.019mm)回收的实验室工作，并已取得阶段性成果；2005年旋流喷射浮选柱也在攀钢选钛厂进行了工业试验，并已取得实质性进展，拟进行全面推广。并对选钛技术发展方向进行了展望。

关键词：钛资源微细粒级钛铁矿选钛技术优秀

Advance and Development Direction of Panzhihua Titanium Resource Recovery Technology

Chen Shumin( Titanium Concentrator, Titanium Co. of Pan Steel)

Abstract The paper reviews the main technical advance in Panzhihua titanium resource recovery, with the highlight on beneficiation equipment development, optimization of titanium separation technological flowsheet and realization of auto-maticcontrol system in titanium separation. Special description is made on the research achievement during the Eighth and Ninth Five - Year plan periods the recovery technology for Panzhihua mierofine ilmenite. A national demonstration pro- ject of hi - teeh industrialization was established in the titanium concentrator, which is of great importance to the improve- ment in comprehensive                utilization rate of Panzhihua titanium resourse and the  increase of titanium concentrate capacity ; The titanium  benefieiation flowsheet should be thoroughly transformed; Only by applying high intensity magnetic separation to discard tailings can the production capacity of the titanium concentrator be greatly raised.                         

The concentrator is carrying out the laboratory test on recovering superfine ilmenite (-0.019mm) and has obtained stage achievement. Industrial test made on cyclone spray flotation in Pan Steel`s titanium concentratorhas gaind substaneial advance,whichisto be applied broadly. The development direction of titanium separation technology is also prospected.

Keywords Titanium resource,Microfine ilmenite, Optimation of titanium separation1

攀西地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿资源，已经探明的储量约loo亿t，主要集中分布在攀枝花、白马、红格、太和四大矿区。其中TiO2的储量为8．7亿t，占世界已探明钛资源储量的35．17％，占国内已探明储量的90．54％以上。因此，攀枝花钛的综合利用一直是攀西资源综合利J}j的重中之重，历来受到各方面的重视。综合、有效利用攀枝花得天独厚的钛资源是全体攀钢人，乃至全国广大科技工作者梦寐以求的目标。从20世纪70年代初开始，国家把攀枝花钛资源的开发利用作为一项战略任务，先后组织了国内lOO多所科研院所、大专院校和生产厂矿对攀枝花钛资源的综合回收和利用技术进行了联合攻关。在“七五”、“八五”和“九五”期中，钛资源的综合利用连续列入国家重点科技攻关项目，取得了选钛工艺流程的优化、微细粒级钛铁矿回收技术等大量科技成果，使攀钢的选钛回收技术处于国际先进水平。特别是在“九五”期间取得了微细粒级钛铁矿回收技术的重大突破，形成了具有自主知识产权的微细粒级钛铁矿回收成套技术，并且迅速转化成了生产力，实现了产业化，提高了攀枝花钛资源的回收利用率。

    1 选钛攻克的主要技术难关

    1.1 选钛设备技术突破

(1)浓缩、分级、脱泥设备。选钛的浓缩分级脱泥设备主要分为两次阶段性的跨越；第一阶段是新型高效浓缩分级箱的研制和成功取代四室水力分级机；第二阶段是斜板浓缩分级箱的研制和应用。斜板浓缩分级箱是钛业公司与昆明冶金研究所共用研制成功的用于选钛准备作业的设备，它能将物料分成+0.074mm与-0.074mm两个级别，可以大大提高了浓缩分级的此奥国，同时为微细粒级钛铁矿的回收创造了条件。

（2）强磁设备。选钛工艺流程设计采用直径1500mm×1000mm湿式笼式永磁强磁机，在生产时间中，由于该强磁机存在容易堵塞等一系列原因，达不到有效回收钛的目的。后又引入shp2000mm仿琼斯强磁机用于重选之后，实践表明，该机仍存在易堵塞、机械磨损大、检修不容易，同时生产的粗钛矿给如电选选别，造成电选尾矿品味偏高，回收率偏低的问题，后又被取消。在“八五”期间，钛业分公司采用江西赣州slon立环式脉冲高剃度强磁机获得成功，现广泛应用与微细粒级钛铁矿生产线。

   （3）重选设备。投产之初，重选采用铸铁螺旋fFLX-直径600mm和直径1200mm螺旋槽，这两种设备存在可选粒级范围窄、回收率低、处理能力小等缺点。经国家“八五”、“九五”攻关，钛业公司先后与广州有色金属研究院和长沙矿业研究所合作研制开发出了较合适的选钛重选设备GL和BLX耐磨螺旋。经过几年的实践表现，L螺旋和BLX耐磨螺旋有效回收粒级范围变宽，选别指标好，为简化选钛流程打下了坚实的基础。但随着选矿提质细磨，选钛入选粒度变细，GL螺旋和BLX耐磨螺旋又不完全适宜入选物料的选别，于是又从西昌引进直径1200mm刻槽螺旋溜槽对重选物料进行选别，一直运用到今。

   （4）电选设备。选钛设计之初，电选设备采用的式YD-3高压电晕电选机。在生产实践中发现该电选机存在收率低、作业率低等缺点。“八五”期间选钛厂针对YD－3在生产中所暴露出的问题，有针对性的对传动装置和毛刷进行了改造，改造后的TD-3相对与原有的YD-3在技术经济指标方面有明显的提高。为了满足选钛扩能的要求，结合攀枝花原生钛铁矿的分选操作和生产时间，选钛厂与长沙矿冶研究所在“八五”攻关中接见国外电选设备的先进技术研制成功了大型、高效、先进的YD31200-23型新一代国产电选机。该机整机结构紧凑，占地面积小，单机处理能力大，同时又对美国HIP（25）231-200型进行了改造完善。改造完善后，使美国HIP（25）231-200型发挥了更大的作用。

   （5）浮选设备。随着攀枝花微细粒级铁矿回收技术的研制成功，大大型浮选设备在选钛厂有了用武之地，原浮选设备采用的式BF-1.2浮选机，但该机型存在处理量低、占地面积大等缺点，于是在浮选生产线上均用上了大型浮选设备（BF-4浮选机及BF-10浮选机），取得了较好的效果。

    1.2 选钛流程优化

   （1）原矿准备作业。随着选钛浓缩分级脱泥、重选、电选等设备的更新，为选钛流程优化创造了条件。根据现代浓缩分级脱泥装备水平，通过斜板浓缩分级箱一次作业后，沉砂便可直接进入GL-2C螺旋进行选别，大大缩短了原矿准备祖业，改变过去多段浓缩分级所带来的一系列弊端。这一点经过多年科技攻关已形成了成套的科技成果，并在选钛工艺中得到应用。目前在选钛厂均采用了斜板浓缩分级箱，取得了明显效果。

   （2）重选作业。重选流程经过多年的科技攻关，流程不断的改善，为选钛厂作出了重大贡献，但随着设备的老化，原矿粒度变细，对重选流程不断改造完善：一是将重选物料进行分级入选，粗粒部分进入GL-2C螺旋选别，细粒部分进入直径1200mm刻槽螺旋选别，直径1200mm刻槽螺旋选出的精矿供给尾矿生产线做原料；二是对螺旋的中、尾矿多次进行选别，以最大限度的回收钛铁矿，提高重选回收率。

   （3）浮硫作业。投产之初，钛精矿S含量超标（>0.2％），难以满足用户的需要，历经钛业公司和多家科研院所的多年科技攻关，确立了以丁基黄药为捕收剂，2号油为起泡剂，硫酸为调整剂的浮硫药剂制度，并将最终S含量稳定在0.18％以下。但随着科学技术的不断进步，选钛厂又与成都冶金研究所共同合作，研制出适合于选钛厂降低成本的浮选药剂：306复合黄药作为捕收剂，98号油作为起泡剂，硫酸为调整剂的浮硫药剂制度，大大降低了生产成本。

    在过去，选钛的主流程只能有效地回收+0.045mm粒级。-0.045mm粒级基本上成为尾矿抛弃。然而这一部分粒级随着矿石的深部开采和选铁的细磨，在总磁尾中金属分布率达60％，若不充分有效地回收这一部份钛铁矿，选钛的总收率上不去，攀枝花钛资源的利用率处于很低的水平。经过国家“七五”、“八五”、“九五”科技攻关确立了回收微细粒级钛铁矿(一0．074mm+0．019mm)的工艺流程(强磁一浮选)。在“九五”期间，通过钛业公司与长沙矿冶研究院等多家承担单位的共同努力，形成了微细粒级钛铁矿回收的成套技术，其技术处于国际先进，国内领先水平。现已在选钛厂建成了国家高新技术产业化示范工程——14万t微细粒钛铁矿回收工程。

    本项目的技术创新有以下特点：①该工艺实现了对原料有效分，将原料分成+0．074 mm- 0．074 mm+0．019 mm及-0．019 mm 3个级别的原料，目前+0．074 mm物料进入主流程选别，流程为弱磁一重选一浮选一电选；-0．074 mm+0．019 mm物料进入微矿生产线选别，流程为强磁一浮选；-0．019 mm物料回收研究工作正在进行中；②KLMZ斜板分级机的应用。该分级设备由昆明冶金研究院和选钛厂共同研制、开发的成果。该设备具有处理矿浆量大、不耗动能、操作简单、适应性强、分级效率高和矿泥不易附着等特点，目前已经成功的应用在处理磁选尾矿、浮选原矿、精矿过滤作业环节；③强磁一浮选工艺流程。该工艺应用回收微细粒级原生钛铁矿效果较好的SLon一脉动高梯度磁选机进行预先抛尾后，可确保进入浮选作业的二氧化钛品位达20％，以使浮选精矿品位稳定控制在47％以上；@MOS高效无毒浮钛捕收剂的应用。该药剂由湖北石首药剂厂和选钛厂共同研制、开发的浮钛捕收剂，具有对微细粒级原生钛铁矿选择性好，捕收能力强的特点，精矿的作业回收率达68％以上，从1998年至今已经广泛成功的应用在各条微细粒生产线。

    I．4自动控制技术的进步

(1)自动给药机。为了避免浮选作业加药受计量等人为因素的影响，钛业公司在应用广州有色金属研究院研制出的CYZD—II数控自动给药机基础上实现了浮选加药的自动控制，后又与长沙科创有限公司合作研制出适合选钛厂的浮选给药机，该机加药精度高，实现了加药的连续性，已在选钛厂推广应用。

(2)钛精矿实现自动缝包入库。在2000年以前，选钛厂钛精矿规模已达18万t，钛精矿全靠人工缝包进行入库，耗去大量的人力、物力。同时计量又很难准确，常常发生计量议疑，给公司及选钛厂带来损失。为此，选钛厂与昆明豪源特有限公司进行合作，对选钛厂产品缝包与人库实现自动化，经广大科技人员与生产厂家通力合作，使钛精矿逢包与入库实现了自动化，后又不断优化完善该生产线。目前该生产线已完全实现了自动化，大大节省了劳动力，也为厂里创造了效益。2选钛技术发展方向2．1工艺流程的优化

目前选钛工艺流程有个显著特点：就是分级人选。即将原料分成+0．074 mm及一0．074 mm的物料：粗粒+0．074 mm采用磁选一重选一浮选一电选流程；细粒一0．074 mm采用磁选一浮选流程。随着上道工序选矿厂阶磨阶选工程的实施，选钛原料也发生了相应的变化。选钛为了适应上道工序的变化，对现有流程必须优化完善，我们经过反复研究及工业试验，提出粗粒级原料(+0．074 mm)拟采用流程：强磁抛尾一重选一电选流程；细粒原料(一0．074 mm)优化磁选一浮选内部流程，强磁抛尾工业试验结果见表1，现强磁抛尾一重选流程生产指标见表2。

 

表1 强磁抛尾-重选流程连续72h工业试验总指标%

产品名称	作业名称	品位	产率	回收率
精矿		16.55	51.31	86012
尾矿	强磁机预先抛尾	2.81	48.69	13.98
给矿		9.86	100.00	100.00
精矿		25.45	49.56	76.72
中矿		9.43	24.23	13.91
尾矿	GL螺旋溜槽粗选	5.88	26.21	9.37
给矿		16.44	100.00	100.00
精矿	强磁选-	25.45	25.43	66.07
给矿	重选总指标	9.86	100.00	100.00

 

表2 单一重选流程生产指标                  %

产品名称	品位	产率	回收率
精矿	25.89	14.88	40.43
尾矿	6.67	85.12	59.57
给矿	9.53	100.00	100.00

   

 从表1、2可知：①用强磁机预先可抛弃产率48％、低品位(2．81％)的尾矿，这样不仅提高了进入重选的原矿品位，而且可大幅减少螺旋溜槽台数，有利于岗位工人进行精细操作，而且还取得了精矿回收率66．07％的良好指标；②现单-重选流程的粗钛精矿品位在25．89％时的精矿回收率仅有40．43％，远远低于强磁抛尾-重选流程的66．07％良好指标。通过强磁抛尾技术，可使钛精矿产能大幅提升。

    2．2对-19μm的钛铁矿进行回收

    从目前回收钛矿情况来看，+0．019 mm的物料已基本回收，没有回收的钛矿也只有-19μm的物料。依据目前情况看，-19μm粒级的原矿量为110万t／a，Ti02金属量为10．2万t／a。从以上分析可看出，加强磁尾中-19μm粒级钛矿的研究，对于提高选钛厂钛精矿产量，不断扩大规模，具有十分重要意义。现目前已在实验室完成-19μm钛铁矿的回收小型试验，小型试验结果表明，-19μm粒级回收按水力旋流器浓缩-强磁脱泥-浮选(闭路指标)小型试验指标为精矿品位47．16％，浮选产率6．82％(对原矿)，则-19μm粒级全部入选后每年回收的钛精矿量为4．23万t。可见对-19μm的钛铁矿进行回收，仍可用选钛成熟技术工艺：强磁一浮选流程；在浮选内部流程中，粗选尾矿及一精尾矿直接丢弃(主要是含泥较重)；-19μm粒度严重偏细，要实现工业化，难度较大。

    2．3加快使用旋流喷射浮选柱步伐

    旋流喷射浮选柱是北京宾隆矿业新技术开发有限公司在浮选柱的基础上专门从事微细粒级矿物高效回收的浮选设备，2005年已在攀钢选钛厂进行了工业试验。试验结果表明，①采用旋流喷射浮选柱选别选钛厂微细粒级浮选尾矿，在给矿品位为7．31％时，精矿品位47．56％，尾矿品位5．46％，回收率28．59％的良好指标。②药剂成本为91．87元／t．精矿。

由于本次工业试验时间紧、现场位置受限，存在不完善的地方，主要表现在：①给矿不稳定；②流程配置不尽合理；③给药由于采用人工方式，造成给药不稳定；④部分关键配件由于采用普通钢材，磨损较大。通过本次工业试验表明，旋流喷射浮选机能对攀枝花矿区的浮选尾矿进行再回收利用。

    3结论

(1)攀枝花钛资源的回收利用技术通过多年的攻关已变得更加完善、合理，选钛的装备水平和自动化水平逐步提高，各项技术经济指标进步显著。

(2)攀枝花钛资源的回收利用技术今后发展的方向是提高流程对矿石性质的适应性，进一步优化工艺流程，进一步开展-19μm钛铁矿的回收研究工作，加快使用旋流喷射浮选柱步伐并逐步实现产业化。