一种低品位难选钛铁矿溶蚀预处理浮选方法

技术领域

本发明属于选矿技术领域，尤其涉及一种低品位难选钛铁矿溶蚀预处理浮选方法。

背景技术

钛是典型的战略关键金属，现代工业和尖端技术中不可或缺的重要原料，广泛应用于钢铁、航空航天海洋、超声波、车辆工程、生物医学工程等领域，其中军事工业和航天等领域的钛新材料特别引人瞩目。钛铁矿作为钛金属的主要矿物相，“贫、细、杂”的特点日趋显著，磁、重、电等选矿工艺方法效率受限于颗粒大小影响，对微细粒级复杂难选钛铁矿的分选作用效果极为有限，浮选是解决微细粒复杂难选钛铁矿高效分选的重要方法。

钛铁矿常伴生有大量易泥化的各类硅酸盐和碳酸盐脉石，如辉石、闪石、蛇纹石、绿泥石、白云石等等，泥化脉石相互罩盖对钛铁矿有罩盖作用，减小了钛铁矿与脉石矿物间的浮选差异。同时，辉石、闪石、蛇纹石、绿泥石、白云石等脉石矿物碎裂面都含有一定的金属离子，这些金属离子在酸性浮选体系中会成为钛铁矿浮选捕收剂在脉石矿物表面吸附的活性位点，活性位点越多，吸附捕收剂的量越大，不但消耗了大量捕收剂，同时大大降低了捕收剂的选择行，分选效果变差。另一方面，钛铁矿单体解离困难，脉石以广而薄的表层嵌于钛铁矿表面，形成富连生体，实际磨矿过程中达到大量钛铁矿单体解离时，过磨现象严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种低品位难选钛铁矿溶蚀预处理浮选方法，其采用溶蚀预处理，可对富连生体钛铁矿进行表面预处理，减少富连生体嵌连脉石对钛铁矿浮选性质的影响；本发明方法能够溶解脉石矿物表面的金属离子，减少其捕收剂吸附位点，同时清洗钛铁矿表面附着离子和脉石矿物，能从而提高钛铁矿的分选效果，使钛铁矿分选效率显著提升，钛铁矿精矿品位和回收率显著提高，并能够显著降低捕收剂用量。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种低品位难选钛铁矿溶蚀预处理浮选方法，包括以下步骤：

(1)向钛铁矿弱磁选铁尾矿中加入水，进行磨矿，得磨矿产品；将所述磨矿产品进行弱磁选，再将所得的弱磁选尾矿进行强磁选，得强磁粗精矿；然后向所述强磁粗精矿中加入水，进行磨矿，得再磨强磁粗精矿；将所述再磨强磁粗精矿加水调浆，搅拌，得矿浆Ⅰ；

(2)将所述矿浆Ⅰ进行沉降，去除上层矿浆水，再加水调浆，然后添加酸，搅拌，得矿浆Ⅱ；

(3)将所述矿浆Ⅱ进行沉降，去除上层矿浆水，再加水调浆，然后添加酸，搅拌，得矿浆III；

(4)将所述矿浆III进行沉降，去除上层矿浆水，再加水调浆，然后将所得浆料进行钛铁矿浮选，获得钛铁矿精矿。

本发明通过特定的工艺处理钛铁矿弱磁选铁尾矿，之后通过添加一定的酸性化学药剂，溶蚀出大量碳酸盐、硅酸盐脉石矿物，特别能溶蚀出钛铁矿连生体中脉石矿物的表面结构钙、镁原子，减小阴离子捕收剂在脉石矿物表面的作用位点，抑制阴离子捕收剂在脉石矿物表面的吸附；同时，酸性化学药剂溶蚀清洗钛铁矿矿物表面，使钛铁矿附着的钙、镁原子或泥状脉石矿物被溶蚀清洗而得到释放，裸露出更多钛铁矿的结构钛、铁原子，捕收剂能选择性稳定吸附于钛铁矿表面，增强钛铁矿选择性疏水浮选。本发明的技术原理理论模型图如图1所示。

本发明在第一次溶蚀的基础上再进行第二次溶蚀，是为确保溶蚀完成，使矿浆溶液在pH＝6～8之间，基本都在中性pH范围内，同时对溶蚀物有一个分散作用，对去除溶蚀物有一定的益处。

优选的，步骤(1)中，所述磨矿产品中磨矿细度为-75μm粒级含量占总磨矿量的65～100％；所述再磨强磁粗精矿中，其钛铁矿单体含量(解离度)在55％以上，单体和富连生体总含量大于90％。

再磨强磁粗精矿中，钛铁矿有的是以单体形式存在，有的是以连生体形成存在，连生体有分为富连生体、贫连生体等，富连生体指的是钛铁矿的比例占整颗矿物颗粒达到3/4以上。后续溶蚀清洗对单体的效果是清洗表面，对富连生体的作用是选择性溶蚀掉钛铁矿富连生体中的脉石组分，使其更接近钛铁矿的性质。

优选的，步骤(1)中，所述搅拌时，搅拌的速度为1.0～3.5m/s，搅拌的时间为5～30min，使强磁粗精矿在自然pH＝6～8的溶液中达到溶解平衡，得矿浆Ⅰ。

通过上述搅拌可加速钛铁矿表面清洁，同时加快矿物溶解平衡速度，此时，溶于矿浆溶液中的离子主要为钙、镁离子，铁、铝、钛等其他离子溶出相对较少。

优选的步骤(2)中，所述搅拌时，先搅拌1～3min，使酸与矿浆搅拌均匀，此时所得矿浆溶液的pH值为3～5，再继续搅拌5～10min，得矿浆Ⅱ；

步骤(3)中，所述搅拌时，先搅拌1～3min，使酸与矿浆搅拌均匀，此时所得矿浆溶液的pH值为6～8，再继续搅拌5～10min，得矿浆III。

钛铁矿和加入的酸性化合物充分发生作用后，使钛铁矿表面清洁，使钙、镁离子大量且快速溶出，溶出的钙、镁离子以离子状态或可溶性络合物形式存在于矿浆溶液中，同时，矿物的铁、铝、钛离子溶出较少。通过上述搅拌，使钛铁矿和添加的酸充分发生反应，促使钛铁矿表面清洁，同时使溶出性相对较好的脉石矿物表面活性离子溶出。

本发明步骤(2)、步骤(3)中，将溶解平衡后去除上层澄清矿浆水时，钙、镁离子得到消减。而将该含有溶解离子的上层澄清水溶液去除，可有效减少溶解离子无选择性吸附矿物表面，降低矿物可分选性差异。

优选的，步骤(2)中，所述酸的添加量为1000～3000g/t；步骤(3)中，所述酸的添加量为500～1500g/t；

步骤(2)、步骤(3)中，所述酸为硫酸、盐酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、马来酸、乳酸中的一种或多种。

优选的，步骤(1)中，钛铁矿弱磁选铁尾矿中加入水后，使矿石质量浓度为50～80％；进行再磨矿时，强磁粗精矿中加入水，使矿石质量浓度为50％～80％；所述加水调浆后，使矿石质量浓度为30～40％。

优选的，步骤(2)中，矿浆Ⅰ的沉降时间为3～10min；所述加水调浆后，使矿石质量浓度为30～40％；步骤(3)中，矿浆Ⅱ的沉降时间为3～10min；所述加水调浆后，使矿石质量浓度为30～40％；步骤(4)中，矿浆III的沉降时间为3～10min；加水调浆后，使矿石质量浓度为30～40％。

优选的，步骤(4)中，所述浆料导入浮选机进行钛铁矿浮选，所述浮选包括一次粗选、一次扫选、两次精选。

优选的，所述浮选中添加硫酸为pH调整剂，浮选溶液pH控制为3～4，并在一次粗选和两次精选中添加抑制剂，所述抑制剂为羧甲基纤维素、酸化水玻璃、氟硅酸钠中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过在一定条件下添加酸性化学药剂，溶蚀出脉石矿物表面的钙、镁等离子，减少阴离子捕收剂在脉石矿物表面吸附的活性位点，同时溶蚀钛铁矿表面附着的离子或者硅酸盐、碳酸盐脉石矿物，清洗钛铁矿表面，增大捕收剂在钛铁矿和脉石矿物表面的选择性吸附差异，从而提高钛铁矿的分选效果。

(2)本发明溶蚀预处理浮选方法，可扩大有用矿物表面与脉石矿物表面性质差异，可以实现钛铁矿与脉石矿物的选择性浮选高效分离，从根本上解决钛铁矿与脉石矿物浮选分离困难的技术问题。

(3)本发明使钛铁矿分选效率显著提升，钛铁矿精矿品位和回收率显著提高，并能够显著降低捕收剂用量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的技术原理理论模型图；

图2是实施例中浆料的浮选流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种低品位难选钛铁矿溶蚀预处理浮选方法，包括以下步骤：

(1)向钛铁矿弱磁选铁尾矿中加入水，使矿石质量浓度为50％，进行磨矿，直至磨矿细度为-75μm粒级含量占磨矿量的85％，得磨矿产品；将磨矿产品进行弱磁选，再将所得的弱磁选尾矿进行强磁选，得强磁粗精矿；然后将强磁粗精矿中加入水，使矿石质量浓度为50％时，进行再磨矿，得再磨强磁粗精矿；将再磨强磁粗精矿转移至搅拌槽中，加水调浆，使矿石质量浓度为35％，然后以2.5m/s的搅拌速度搅拌10min，使钛铁矿强磁粗精矿在自然pH＝6～8的溶液中实现溶解平衡，溶解平衡后矿浆溶液pH＝7.8，即得矿浆Ⅰ。

上述再磨强磁粗精矿矿样的TiO

表1再磨强磁粗精矿中主要矿物的含量/％

表2再磨强磁粗精矿中钛铁矿的解离度/％

(2)将经步骤(1)得到的矿浆Ⅰ沉降5min后，去除上层澄清矿浆水，再重新加入新水调浆，使矿石质量浓度为35％；然后添加柠檬酸1000g/t，先以1.0m/s的速度矿浆搅拌2min，使酸与矿浆搅拌均匀，此时所得矿浆溶液pH为3～5，再以2.5m/s的速度搅拌10min，溶解完成后矿浆溶液pH＝7.14，即得矿浆Ⅱ。

(3)将经步骤(2)得到的矿浆Ⅱ沉降5min后，去除上层澄清矿浆水，再重新加入新水调浆，使矿石质量浓度为35％；然后添加柠檬酸500g/t，先以1.0m/s的速度矿浆搅拌2min使酸与矿浆搅拌均匀，此时所得矿浆溶液pH为7.00，再以2.5m/s的速度搅拌10min，溶解完成后矿浆溶液pH＝7.50，即得矿浆III。

(4)将经步骤(3)得到的矿浆III沉降5min后，去除上层澄清矿浆水，再重新加入新水调浆，使矿石质量浓度为35％。将所得浆料导入浮选机，进行钛铁矿常规浮选，获得钛铁矿精矿。

具体经过一粗一扫两精的浮选流程，浮选流程见图2所示，浮选中添加硫酸为pH调整剂，浮选溶液pH控制为3～4，并在一次粗选和两次精选中添加抑制剂，抑制剂为羧甲基纤维素、氟硅酸钠、酸化水玻璃的组合，质量比例为2.5:5:10，粗选用量为1500g/t，精选用量为500g/t。

本实施例获得的钛铁矿精矿TiO

表3溶蚀预处理浮选选矿流程对比表

实施例2：

一种低品位难选钛铁矿溶蚀预处理浮选方法，包括以下步骤：

(1)向钛铁矿弱磁选铁尾矿中加入水，使矿石质量浓度为50％，进行磨矿，直至磨矿细度为-30μm粒级含量占磨矿量的90％，得磨矿产品；将磨矿产品进行弱磁选，再将所得的弱磁选尾矿进行强磁选，得强磁粗精矿；然后将强磁粗精矿中加入水，使矿石质量浓度为50％时，进行再磨矿，得再磨强磁粗精矿；将再磨强磁粗精矿转移至搅拌槽中，加水调浆，使矿石质量浓度为35％，然后以2.5m/s的搅拌速度搅拌10min，使钛铁矿再磨强磁粗精矿在自然pH＝6～8的溶液中实现溶解平衡，溶解平衡后矿浆溶液pH＝7.5，即得矿浆Ⅰ。

上述再磨强磁粗精矿矿样的TiO

表4再磨强磁粗精矿中主要矿物的含量/％

表5再磨强磁粗精矿中钛铁矿的解离度/％

(2)将经步骤(1)得到的矿浆Ⅰ沉降5min后，去除上层澄清矿浆水，再重新加入新水调浆，使矿石质量浓度为35％；然后添加柠檬酸1000g/t，先以1.0m/s的速度矿浆搅拌2min，使酸与矿浆搅拌均匀，此时所得矿浆溶液pH为3～5，再以2.5m/s的速度搅拌10min，溶解完成后矿浆溶液pH＝7.10，即得矿浆Ⅱ。

(3)将经步骤(2)得到的矿浆Ⅱ沉降5min后，去除上层澄清矿浆水，再重新加入新水调浆，使矿石质量浓度为35％；然后添加柠檬酸500g/t，先以1.0m/s的速度矿浆搅拌2min使酸与矿浆搅拌均匀，此时所得矿浆溶液pH为6.90，再以2.5m/s的速度搅拌10min，溶解完成后矿浆溶液pH＝7.60，即得矿浆III。

(4)将经步骤(3)得到的矿浆III沉降5min后，去除上层澄清矿浆水，再重新加入新水调浆，使矿石质量浓度为35％。将所得浆料导入浮选机，进行钛铁矿常规浮选，获得钛铁矿精矿。

具体经过一粗一扫两精的浮选流程，浮选流程见图2所示，浮选中添加硫酸为pH调整剂，浮选溶液pH控制为3～4，并在一次粗选和两次精选中添加抑制剂，所述抑制剂为羧甲基纤维素、氟硅酸钠、酸化水玻璃的组合，质量比例为2.5:5:10，粗选用量为1500g/t，精选用量为500g/t。

本实施例可获得钛铁矿精矿TiO

表6溶蚀预处理浮选选矿流程对比表