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摘要：攀西地区的钒钛磁铁矿共生伴有铁、钒、钛三种主要元素，伴生元素对磁铁矿选矿形成干扰，如何提高有用成分的品位和回收率，是广大科研工作者和厂企管理者需要积极思考和解决的问题；根据攀西地区钒钛磁铁矿的工艺指标，本文提出了回收利用攀西钒钛磁铁矿资源的工艺思路，对提高攀西地区钒钛磁铁矿的技术指标，实现钒钛磁铁矿资源经济效益最大化具有关键的意义。
关键词：钒钛磁铁矿，试验研究，工艺流程，铁精矿
中图分类号： C35 文献标识码： A
钒钛磁铁矿是铁、钒、钛等多种元素共生的一种复合矿, 主要分布在我国的攀枝花西部、承德及马鞍山地区, 其中攀西地区的保有储量达100亿吨以上, 是我国最大的钒钛磁铁矿矿床, 具有极高的综合利用价值。
本研究针对攀枝花西部地区低品位钒钛磁铁矿石进行了矿石性质研究及选矿试验，取得了良好的技术指标，为该矿产资源的开发利用提供了技术依据。
一.矿石性质研究
矿样采自攀枝花西部地区的超低品位钒钛磁铁矿露天矿床，矿体主要由地表磁铁矿和深部矿化体组成。[王明嘉（1986-），男，吉林长春人，矿物加工工程专业，现从事选矿试验及选矿工艺设计工作。]
1.1矿床特征
矿床类型为钒钛磁铁矿岩浆晚期分异矿床，主要为华力西中期产物，以中、酸性岩为主，种类较多，主要有花岗闪长岩、石英闪长岩、黑云母花岗岩及钾质花岗岩等。低品位铁矿体产在黄褐色中粗粒辉长岩中,岩石蚀变主要为绿泥石化，地表为褐色褐铁矿化，岩石蚀变主要为绿泥石化，地表为褐色褐铁矿化。
1.2矿物成分
矿石中脉石矿物为基性斜长石、普通辉石、透辉石、普通角闪石等组成，次为纤闪石、绿泥石、绿帘石、方解石、白云石等。
1.3矿石结构、构造
矿石结构主要为粒状结构。矿石构造主要为浸染状构造。磁铁矿呈自形及半自形晶粒状嵌布于基性斜长石、普通辉石、透辉石及角闪石晶粒间，呈浸染的稀疏浸染状展布。
1.4主要礦物嵌布特征
钛磁铁矿：呈灰色，多呈他形嵌布在造岩矿物中，但细小的钛磁铁矿也呈自形（八面体）。
钛铁矿：棕灰色,往往与钛磁铁矿连生,或单独嵌布在造岩矿物中。粒径60×100um。在钛磁铁矿中呈叶片状的钛铁矿,宽度20um左右。
斜长石：中至细粒半自形板状,呈无序分布,不规则裂隙发育,局部有轻微绢云母化。
单斜辉石：中至细粒不规则粒状为主,少许呈半自形粒状,常呈单晶或粒状集合体,无序分布,穿插于斜长石粒间。
1.5原矿光谱分析
原矿荧光光谱分析结果见表1-1
表1-1原矿荧光光谱分析结果
项目 TFe TiO2 SiO2 MgO CaO Al2O3
含量（%） 11.38 2.09 36.71 5.35 12.98 13.98
项目 Co3O4 NiO CuO ZnO Ga2O3 SrO
含量（%） 0.02 0.004 0.007 0.014 0.003 0.037
项目 P2O5 SO3 V2O5 MnO Cr2O3 PbO
含量（%） 0.073 1.26 0.12 0.20 0.01 0.005
1.6原矿铁物相分析
表1-2原矿铁物相分析结果
相别 磁铁矿中铁 菱铁矿中铁 赤褐铁矿、钛铁矿中铁 硫化铁中铁 硅酸铁中铁 合计
铁含量(%) 6.23 0.19 2.66 0.33 2.75 12.16
分布率(%) 51.2 1.6 21.9 2.70 22.6 100.00
1.7 矿物的物理参数测定结果
表1-3原矿-25mm试验样物理参数测定表
粒度（mm） 真比重g/cm3 堆比重g/cm3 磨擦角（°） 堆积角（°）
25～0 3.04 1.65 25.0 32.32
二.干式粗粒抛尾试验
干式粗粒抛尾试验分两部分，一是大块矿石抛尾，另一个是粉矿抛尾；大块矿石入选粒度为25～50mm，试验设备磁力滚筒，磁场强度1300 Gs，试验其结果见表2-1；粉矿入选粒度0～5mm，试验设备为粉矿干选机，磁选场强3000Gs，试验结果表2-2。
表2-1入选粒度25～50mm块矿干选试验结果
入选粒度 产品名称 产率(%) 品位(%) 回收率(%)
-50mm 精矿 60.12 14.15 65.59
尾矿 39.88 9.32 30.41
原矿 100.00 12.22 100.00
-25mm 精矿 68.91 14.22 81.87
尾矿 31.09 6.98 18.13
原矿 100.00 11.97 100.00
通过表2-1看出，当入选粒度分别为25mm、50mm时，干选机磁场强度1300 Oe情况下，精矿品位变化不大，但铁回收率变化幅度较大，说明磁场强度一定时，入选粒度越大，回收率越低。
表2-2入选粒度0～5mm粉矿干选试验结果
入选粒度 产品名称 产率（%） 品位（%） 回收率（%）
-5mm 精矿 67.13 16.48 87.04
尾矿 32.87 50.01 12.96
原矿 100.00 12.71 100.00
由表2-2得出，精矿品位提高了3.7个百分点，铁回收率达到87.04%。对比表2-1和表2-2看出，抛尾粒度越细，回收率越高，粉矿的干选效果明显好于块矿。
三.磨矿细度试验
磨矿细度试验的原矿为-25mm干式抛尾粗精矿，磨矿细度试验进行了两个区间的试验，即－200目30％～95％区间，和－320目75％～95％区间。磁选场强1200Gs，试验结果见表3-1、3-2。
表3-1磨矿细度-200目含量30％～95％试验结果
磨矿细度 产品名称 产率（%） 品位（TFe%） 回收率（%） 磁选场强
-200目
30% 精矿 16.67 52.50 61.20 1200 Gs
尾矿 83.33 6.66 38.80
原矿 100.00 14.30 100.00
-200目
35% 精矿 16.57 53.06 61.57
尾矿 83.43 6.58 38.43
原矿 100.00 14.28 100.00
-200目
45% 精矿 16.01 53.75 60.35
尾矿 83.99 6.73 39.65
原矿 100.00 14.26 100.00
-200目
55% 精矿 14.89 56.78 58.83
尾矿 85.11 6.95 41.17
合计 100.00 14.37 100.00
-200目
65% 精矿 14.67 57.13 58.60
尾矿 85.33 6.94 41.40
原矿 100.00 14.30 100.00
-200目
75% 精矿 14.38 58.53 58.33
尾矿 85.62 7.02 41.67
原矿 100.00 14.43 100.00
-200目
85% 精矿 13.88 60.15 57.72
尾矿 86.12 7.10 42.28
原矿 100.00 14.46 100.00
-200目
95% 精矿 13.64 60.99 57.57
尾矿 86.36 7.10 42.43
原矿 100.00 14.45 100.00
表3-2 磨矿细度-320目含量75％～95％试验结果
磨矿细度 产品名称 产率（%） 品位（TFe%） 回收率（%） 磁选场强
-320目
75% 精矿 13.52 61.21 57.85 1200 Gs
尾矿 86.48 6.97 42.15
合计 100.00 14.30 100.00
-320目
85% 精矿 13.95 59.33 58.10
尾矿 86.05 6.94 41.90
合计 100.00 14.25 100.00
-320目
95% 精矿 14.44 57.29 57.63
尾矿 85.56 7.11 42.37
合计 100.00 14.36 100.00
通过磨矿细度试验，从表3-1试验结果看出，精矿品位随着磨矿细度的增加而升高，当磨矿细度分别达到-200目55%时，经一段粗选精矿品位就达到56.78%，說明矿样经一段磨矿一次选别，精矿品位提高幅度较大。
从表3-2试验结果看出，在磨矿细度为-320目75%～95%区间，精矿品位上升幅度不大，最高仅为61.21%，当磨矿细度达到-325目占85%以上时，精矿品位有所下降，判断是由于对粗选的铁精矿进未进行精选，使其夹带矿泥和细粒级脉石所致。
四.选矿工艺研究
选矿工艺流程研究进行两组试验，连续磨矿磁选流程试验和阶段磨矿阶段选别流程试验。
4.1连续磨矿磁选流程试验
连续磨矿流程试验的最终磨矿产品细度为-200目占90%，弱磁粗选磁场强度为119.37KA/m，弱磁精选磁场强度103.45KA/m，试验结果如图4-1所示。
图4-1连续磨矿-弱磁选试验流程
从图4-1看出，当连续磨矿粒度达到-200目占90%时，经一粗一精两段弱磁选别，可得到精矿品位61.70%，产率为16.95%，回收率66.70%，由于给矿经过粗粒抛尾，本流程试验的精矿产率和回收率可视为磨选作业段指标。
4.2阶段磨矿阶段选别流程试验
阶磨阶段选流程试验的一段磨矿产品细度为-200目含量53.48%，一段磁选强度为1200Gs，二段磁选场强1000 Gs，三段磁选场强800 Gs。阶磨阶段选流程如图4-2所示，试验结果见表4-1。
表4-1 阶段磨矿阶段选别流程试验结果
产品名称 产率（%） 品位（TFe%） 回收率（%）
铁精矿 11.03 64.44 50.41
中2 0.58 59.75 2.46
中1 1.40 15.76 1.56
尾矿 86.99 7.39 45.57
合计 100.00 14.10 100.00
图4-2 阶段磨矿阶段选别试验流程
表4-1试验结果表明，采用阶段磨矿阶段选别工艺流程，可获得含铁64.20%，回收率52.87%的铁精矿。该铁精矿经化学分析，含TiO2为5.10%，化学分析结果表明，铁精矿品位难以进一步提高的主要原因由于铁精矿中含有TiO2。
五.结论
1.攀西地区钒钛磁铁矿矿石呈浸染状展布，属于贫矿低品位钛磁铁矿。
2. 在磨矿细度为－200目30％～95％区间铁粗精矿磨矿细度进一步变细，铁精矿产率略有降低，铁精矿TFe品位升高明显。
3.在磨矿细度为-320目75%～95%区间，精矿品位上升幅度不大，最高仅为61.21%，当磨矿细度达到-325目占85%以上时，精矿品位有所下降，所以该矿石需要细磨至－325目含量占80%左右才能够获得高质量的铁精矿。
4.采用连续磨矿二段磁选的选铁工艺流程可以获得较好的铁精矿指标，铁精矿TFe品位为61.70%，产率为16.95％，回收率为66．70%。
参考文献
[1] 高玉德，邹霓，王国生，等．黑山选铁尾矿选钛试验研究 [J]．矿产综合利用， 2010( 2) : 19-21．
[2] 陈达，傅文章，洪秉信．某钒钛磁铁矿综合利用试验研究[J]．中国矿业，2011，20( 5) : 84-86．
[3] 张建廷，陈碧．攀西钒钛磁铁矿主要元素赋存状态及回收利用[J]．矿产保护与利用，2008，9：38～41.
[4] 廖祥文，张裕书，陈达，等．攀西某低品位钒钛磁铁矿选铁试验研究[J]． 矿产综合利用，2006( 3) : 3-6．
关键词：钒钛磁铁矿，试验研究，工艺流程，铁精矿
中图分类号： C35 文献标识码： A
钒钛磁铁矿是铁、钒、钛等多种元素共生的一种复合矿, 主要分布在我国的攀枝花西部、承德及马鞍山地区, 其中攀西地区的保有储量达100亿吨以上, 是我国最大的钒钛磁铁矿矿床, 具有极高的综合利用价值。
本研究针对攀枝花西部地区低品位钒钛磁铁矿石进行了矿石性质研究及选矿试验，取得了良好的技术指标，为该矿产资源的开发利用提供了技术依据。
一.矿石性质研究
矿样采自攀枝花西部地区的超低品位钒钛磁铁矿露天矿床，矿体主要由地表磁铁矿和深部矿化体组成。[王明嘉（1986-），男，吉林长春人，矿物加工工程专业，现从事选矿试验及选矿工艺设计工作。]
1.1矿床特征
矿床类型为钒钛磁铁矿岩浆晚期分异矿床，主要为华力西中期产物，以中、酸性岩为主，种类较多，主要有花岗闪长岩、石英闪长岩、黑云母花岗岩及钾质花岗岩等。低品位铁矿体产在黄褐色中粗粒辉长岩中,岩石蚀变主要为绿泥石化，地表为褐色褐铁矿化，岩石蚀变主要为绿泥石化，地表为褐色褐铁矿化。
1.2矿物成分
矿石中脉石矿物为基性斜长石、普通辉石、透辉石、普通角闪石等组成，次为纤闪石、绿泥石、绿帘石、方解石、白云石等。
1.3矿石结构、构造
矿石结构主要为粒状结构。矿石构造主要为浸染状构造。磁铁矿呈自形及半自形晶粒状嵌布于基性斜长石、普通辉石、透辉石及角闪石晶粒间，呈浸染的稀疏浸染状展布。
1.4主要礦物嵌布特征
钛磁铁矿：呈灰色，多呈他形嵌布在造岩矿物中，但细小的钛磁铁矿也呈自形（八面体）。
钛铁矿：棕灰色,往往与钛磁铁矿连生,或单独嵌布在造岩矿物中。粒径60×100um。在钛磁铁矿中呈叶片状的钛铁矿,宽度20um左右。
斜长石：中至细粒半自形板状,呈无序分布,不规则裂隙发育,局部有轻微绢云母化。
单斜辉石：中至细粒不规则粒状为主,少许呈半自形粒状,常呈单晶或粒状集合体,无序分布,穿插于斜长石粒间。
1.5原矿光谱分析
原矿荧光光谱分析结果见表1-1
表1-1原矿荧光光谱分析结果
项目 TFe TiO2 SiO2 MgO CaO Al2O3
含量（%） 11.38 2.09 36.71 5.35 12.98 13.98
项目 Co3O4 NiO CuO ZnO Ga2O3 SrO
含量（%） 0.02 0.004 0.007 0.014 0.003 0.037
项目 P2O5 SO3 V2O5 MnO Cr2O3 PbO
含量（%） 0.073 1.26 0.12 0.20 0.01 0.005
1.6原矿铁物相分析
表1-2原矿铁物相分析结果
相别 磁铁矿中铁 菱铁矿中铁 赤褐铁矿、钛铁矿中铁 硫化铁中铁 硅酸铁中铁 合计
铁含量(%) 6.23 0.19 2.66 0.33 2.75 12.16
分布率(%) 51.2 1.6 21.9 2.70 22.6 100.00
1.7 矿物的物理参数测定结果
表1-3原矿-25mm试验样物理参数测定表
粒度（mm） 真比重g/cm3 堆比重g/cm3 磨擦角（°） 堆积角（°）
25～0 3.04 1.65 25.0 32.32
二.干式粗粒抛尾试验
干式粗粒抛尾试验分两部分，一是大块矿石抛尾，另一个是粉矿抛尾；大块矿石入选粒度为25～50mm，试验设备磁力滚筒，磁场强度1300 Gs，试验其结果见表2-1；粉矿入选粒度0～5mm，试验设备为粉矿干选机，磁选场强3000Gs，试验结果表2-2。
表2-1入选粒度25～50mm块矿干选试验结果
入选粒度 产品名称 产率(%) 品位(%) 回收率(%)
-50mm 精矿 60.12 14.15 65.59
尾矿 39.88 9.32 30.41
原矿 100.00 12.22 100.00
-25mm 精矿 68.91 14.22 81.87
尾矿 31.09 6.98 18.13
原矿 100.00 11.97 100.00
通过表2-1看出，当入选粒度分别为25mm、50mm时，干选机磁场强度1300 Oe情况下，精矿品位变化不大，但铁回收率变化幅度较大，说明磁场强度一定时，入选粒度越大，回收率越低。
表2-2入选粒度0～5mm粉矿干选试验结果
入选粒度 产品名称 产率（%） 品位（%） 回收率（%）
-5mm 精矿 67.13 16.48 87.04
尾矿 32.87 50.01 12.96
原矿 100.00 12.71 100.00
由表2-2得出，精矿品位提高了3.7个百分点，铁回收率达到87.04%。对比表2-1和表2-2看出，抛尾粒度越细，回收率越高，粉矿的干选效果明显好于块矿。
三.磨矿细度试验
磨矿细度试验的原矿为-25mm干式抛尾粗精矿，磨矿细度试验进行了两个区间的试验，即－200目30％～95％区间，和－320目75％～95％区间。磁选场强1200Gs，试验结果见表3-1、3-2。
表3-1磨矿细度-200目含量30％～95％试验结果
磨矿细度 产品名称 产率（%） 品位（TFe%） 回收率（%） 磁选场强
-200目
30% 精矿 16.67 52.50 61.20 1200 Gs
尾矿 83.33 6.66 38.80
原矿 100.00 14.30 100.00
-200目
35% 精矿 16.57 53.06 61.57
尾矿 83.43 6.58 38.43
原矿 100.00 14.28 100.00
-200目
45% 精矿 16.01 53.75 60.35
尾矿 83.99 6.73 39.65
原矿 100.00 14.26 100.00
-200目
55% 精矿 14.89 56.78 58.83
尾矿 85.11 6.95 41.17
合计 100.00 14.37 100.00
-200目
65% 精矿 14.67 57.13 58.60
尾矿 85.33 6.94 41.40
原矿 100.00 14.30 100.00
-200目
75% 精矿 14.38 58.53 58.33
尾矿 85.62 7.02 41.67
原矿 100.00 14.43 100.00
-200目
85% 精矿 13.88 60.15 57.72
尾矿 86.12 7.10 42.28
原矿 100.00 14.46 100.00
-200目
95% 精矿 13.64 60.99 57.57
尾矿 86.36 7.10 42.43
原矿 100.00 14.45 100.00
表3-2 磨矿细度-320目含量75％～95％试验结果
磨矿细度 产品名称 产率（%） 品位（TFe%） 回收率（%） 磁选场强
-320目
75% 精矿 13.52 61.21 57.85 1200 Gs
尾矿 86.48 6.97 42.15
合计 100.00 14.30 100.00
-320目
85% 精矿 13.95 59.33 58.10
尾矿 86.05 6.94 41.90
合计 100.00 14.25 100.00
-320目
95% 精矿 14.44 57.29 57.63
尾矿 85.56 7.11 42.37
合计 100.00 14.36 100.00
通过磨矿细度试验，从表3-1试验结果看出，精矿品位随着磨矿细度的增加而升高，当磨矿细度分别达到-200目55%时，经一段粗选精矿品位就达到56.78%，說明矿样经一段磨矿一次选别，精矿品位提高幅度较大。
从表3-2试验结果看出，在磨矿细度为-320目75%～95%区间，精矿品位上升幅度不大，最高仅为61.21%，当磨矿细度达到-325目占85%以上时，精矿品位有所下降，判断是由于对粗选的铁精矿进未进行精选，使其夹带矿泥和细粒级脉石所致。
四.选矿工艺研究
选矿工艺流程研究进行两组试验，连续磨矿磁选流程试验和阶段磨矿阶段选别流程试验。
4.1连续磨矿磁选流程试验
连续磨矿流程试验的最终磨矿产品细度为-200目占90%，弱磁粗选磁场强度为119.37KA/m，弱磁精选磁场强度103.45KA/m，试验结果如图4-1所示。
图4-1连续磨矿-弱磁选试验流程
从图4-1看出，当连续磨矿粒度达到-200目占90%时，经一粗一精两段弱磁选别，可得到精矿品位61.70%，产率为16.95%，回收率66.70%，由于给矿经过粗粒抛尾，本流程试验的精矿产率和回收率可视为磨选作业段指标。
4.2阶段磨矿阶段选别流程试验
阶磨阶段选流程试验的一段磨矿产品细度为-200目含量53.48%，一段磁选强度为1200Gs，二段磁选场强1000 Gs，三段磁选场强800 Gs。阶磨阶段选流程如图4-2所示，试验结果见表4-1。
表4-1 阶段磨矿阶段选别流程试验结果
产品名称 产率（%） 品位（TFe%） 回收率（%）
铁精矿 11.03 64.44 50.41
中2 0.58 59.75 2.46
中1 1.40 15.76 1.56
尾矿 86.99 7.39 45.57
合计 100.00 14.10 100.00
图4-2 阶段磨矿阶段选别试验流程
表4-1试验结果表明，采用阶段磨矿阶段选别工艺流程，可获得含铁64.20%，回收率52.87%的铁精矿。该铁精矿经化学分析，含TiO2为5.10%，化学分析结果表明，铁精矿品位难以进一步提高的主要原因由于铁精矿中含有TiO2。
五.结论
1.攀西地区钒钛磁铁矿矿石呈浸染状展布，属于贫矿低品位钛磁铁矿。
2. 在磨矿细度为－200目30％～95％区间铁粗精矿磨矿细度进一步变细，铁精矿产率略有降低，铁精矿TFe品位升高明显。
3.在磨矿细度为-320目75%～95%区间，精矿品位上升幅度不大，最高仅为61.21%，当磨矿细度达到-325目占85%以上时，精矿品位有所下降，所以该矿石需要细磨至－325目含量占80%左右才能够获得高质量的铁精矿。
4.采用连续磨矿二段磁选的选铁工艺流程可以获得较好的铁精矿指标，铁精矿TFe品位为61.70%，产率为16.95％，回收率为66．70%。
参考文献
[1] 高玉德，邹霓，王国生，等．黑山选铁尾矿选钛试验研究 [J]．矿产综合利用， 2010( 2) : 19-21．
[2] 陈达，傅文章，洪秉信．某钒钛磁铁矿综合利用试验研究[J]．中国矿业，2011，20( 5) : 84-86．
[3] 张建廷，陈碧．攀西钒钛磁铁矿主要元素赋存状态及回收利用[J]．矿产保护与利用，2008，9：38～41.
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