金紅石選礦設備工藝流程
這里介紹一下金紅石礦選礦設備工藝流程，主要通過重選、磁選（磁選機、電選機）、酸洗等選礦試驗研究，確定了重選一磁選一酸洗再重選一電選聯(lián)合工藝流程。獲得金紅石精礦1品位TiO：92.16％ .精礦2品位TiO：8O.44 oA，回收率分別為65.26 、10.01％，選礦總回收率為75.27％的較好選礦指標。
河南省方城縣擁有含鈦品位較高、儲量巨大的金紅石礦，為了充分開發(fā)利用這一資源，把資源優(yōu)勢轉變?yōu)楫a業(yè)優(yōu)勢、轉化為經濟效益，對該礦進行了選礦試驗研究，目的是為該礦的開發(fā)利用提供科學依據。
1、原礦性質
1.1、礦物組成及類型
該礦主要由金紅石、鐵金紅石、少量銳鈦礦、板鈦礦、蝕變鈦鐵礦、鈦鐵礦、鈦磁鐵礦、榍石、角閃石、石英、白云母、黑云母、綠簾石、綠泥石、褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、粘土礦物等礦物組分組成。原礦含鈦礦物主要為金紅石，其次有蝕變鈦鐵礦、鈦鐵礦、鐵金紅石、榍石、鈦磁鐵礦及含鈦硅酸鹽礦物。原礦化學分析結果見表1，含鈦礦物及鈦物相分析見表2。
鈦磁鐵礦理論含Ti02：25％ ，榍石理論含Tio2：4O.8％ ，均不能作為鈦精礦產出；鈦鐵礦理論含Ti02：52.66％ ，但是從表1、表2可以看出，其含量很低，達不到綜合回收要求；只有金紅石理論含TiO2：可達100％ ，而且含量高，可作金紅石精礦產出。因此該礦只考慮金紅石的回收。
1.2、主要礦物嵌布特性
金紅石嵌布粒度較細，由0.O10～0.2mm不等，屬細粒、微細粒不均勻嵌布，粒度區(qū)間較大，一般為0.037～0.074mm 較多。多數(shù)金紅石以單體、集合體形式沿礦石的片理方向呈斷續(xù)的條紋、條痕、微細條帶排列。有的與綠簾石混生呈團塊，有的被角閃石、黑云母、石英包裹。經電子探針分析，較純凈的金紅石品位含Tio2可達到9 3.8 4%～97.68%，而有的金紅石含Si、Al、Fe相對較高，Ti02品位受到影響，只有6 8.4 9%～88.56% 。
2、原礦工藝特性研究
2.1、金紅石在各粒級中的解離情況
礦樣經破碎、篩析、水析分成不同的粒級，然后對各個粒級進行金紅石單體解離度的測定，測定結果見表3。
表3測定結果表明，粒度大于0.28mm的各個粒級未發(fā)現(xiàn)金紅石單體存在，粒度在0.28到0.18mm 之間有個別金紅石單體存在。隨著粒度的減小金紅石單體解離度增加，粒度減小到0.010mm 時單體解離度大于93 ，說明金紅石嵌布粒度細微。必須磨到0.010mm 以下，金紅石才基本單體解離。
2.2、原礦粒度組成及金紅石分布
為了查清該礦粒度組成及金紅石分布，尋找合適的分選粒度，礦樣破碎至5mm 以下，進行了原礦粒度組成研究，實驗結果見表4。
從表4可以看出，一0.074+0.037mm粒級金紅石分布率最高，為24.74%，而且品位也最高，為3.99%；一3+1 mm，一1+0.45mm 兩粒級金紅石分布率次之，品位也不低一0.019mm 以下粒級產率低，金紅石品位及其分布率都很低；其他粒級雖有高低，但均介于二者之間。說明在磨礦前，可以脫除一0.010mm粒級的礦泥，以減少原生礦泥對重選的影響。
2.3、主要礦物物性參數(shù)測定
礦物的物性參數(shù)測定是確定礦物分選工藝流程的依據，因此測定該礦物的主要物性參數(shù)十分必要，測定結果見表5。
從表5可以看出，脈石礦物與金屬礦物在密度上有較大差異，可以采用重選的方法除去大量脈石礦物，使目的礦物得到富集；在磁性上金紅石與鈦鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、榍石、黑云母、角閃石、綠泥石等有較大差異，可以通過磁選法除去含鐵礦物；在電性上金紅石是良導體，而綠泥石、石英、角閃石、黑云母、白云母等為非導體，所以利用電選可以進一步除雜提高金紅石精礦的品位。
2.4、磁性分析研究
為了考察該礦磁選時有沒有必要除鐵，礦樣經加工后用多用磁力分析儀進行分析，分析結果見表6。
從表6可以看出，當激磁電流增大時，磁性產物產率增加，金紅石品位、占有率都升高，鐵礦物品位降低但是占有率升高。表明磁選除鐵是必不可少的。
3、選礦試驗研究
根據原礦分析結果，該金紅石屬微細粒難選礦石，要得到高品質的金紅石精礦，須采取粗選拋尾、粗精礦精選方案。
3.1、粗選試驗研究
3.1.1、重選拋尾試驗
從礦物物性參數(shù)測定結果來看，脈石礦物與金屬礦物在密度上有較大差異，可以采用重選的方法除去石英、云母、綠簾石、綠泥石等脈石礦物。為了獲得較好試驗結果，重選采用離子波型搖床，該搖床是在重力、磁力、電力、機械力等復合力場作用下進行分選，特別是細粒、微細粒的分選效果優(yōu)于普通搖床。
試驗過程中，為了避免出現(xiàn)小密度大顆粒的礦物與大密度小顆粒的礦物同時落下的現(xiàn)象，即所謂“等落比現(xiàn)象”，所以磨礦后分粒級選別，試驗結果見表7。
表7結果說明，通過重選，拋去了大量的脈石礦物，減少了后續(xù)工藝的處理量，同時也排除了部分選礦干擾物質，利于后續(xù)工藝的選別。
3.1.2、弱磁場磁選試驗（永磁磁選機）
據物相分析，重選精礦里面含有少量強磁性礦物，容易阻塞聚磁介質，影響分選效果，因此在進行強磁選前，用弱磁場磁選機將這些強磁性物質除去，以提高分選效果。弱磁選試驗結果見表8。
表8試驗結果說明，重選后礦石中含有產率為1.73%的強磁性產物，如果不把它除去就會干擾到磁選的順利進行，所以強磁選前除鐵是合理的。
3.1.3、高梯度磁選試驗（雙立環(huán)脈動高梯度磁選機）
重選無法除去在密度上與金紅石相當?shù)暮骤F礦、赤鐵礦、氧化鐵等弱磁性礦物。但是從表5可以看出，在比磁化系數(shù)上差異較大，因而從理論上可以利用它們之間的磁性差異進一步分選金紅石。對于細粒、微細粒弱磁性鐵礦物的選別而言，就當前使用的強磁場磁選機中，以高梯度磁選機較為先進和適用。因此用高梯度磁選機進行試驗，試驗結果見表9。
從表9可以看出，磁選大大提高了金紅石精礦品位。說明用該粗選工藝方案是合理可行的。
3.2、選試驗研究
3.2.1、酸洗及酸洗液再用試驗
該礦屬風化殼型金紅石礦，風化較為嚴重。礦體經雨水沖刷，鐵質物質順金紅石與脈石礦物解理縫隙、裂隙浸入，污染了金紅石和脈石礦物顆粒表面，形成一層鐵膜包裹著金紅石和脈石礦物顆粒，且金紅石和脈石礦物顆粒表面具有坑凹，不是很平整光滑。實踐證明，經強力攪拌、磨礦擦洗等機械方法，難于使金紅石鐵膜和裂隙、縫隙中的污染狀鐵質礦物顆粒完全脫離開來，使其物性差異不大，難以分選，直接影響金紅石精礦品位的提高。酸洗可以除去鐵膜，改善礦物物性特征，增大物性差異，有利于提高金紅石精礦品位，因此采用酸洗的方法進行處理。此外，為了減少酸洗作業(yè)的酸洗劑用量，降低酸洗作業(yè)的生產成本，我們進行了洗液的再利用試驗。試驗是將酸洗作業(yè)的洗液，經沉淀除去其中的固體懸浮物，補加部分新的酸洗劑作第二次應用，酸洗及酸洗液再用試驗結果見表1O。
由表10試驗指標可以看出，第二次使用所得指標與第一次使用相差不大，說明第一次配制的酸洗劑使用一次后，其洗液經沉淀除去固體懸浮物后補加適量新酸是可以第二次使用的。也就是說酸洗劑不是一次性消耗品。
3.2.2、搖床精選試驗
由于硅、鋁、鈣、鎂等脈石礦物受鐵質礦物的污染，有的鐵礦物與脈石礦物連生，改變了自身的物理性能，在粗選過程中混雜帶人粗精礦；有的云母片包裹著金紅石，使分選比重差異減小，致使分選時也進入粗精礦；磨礦過程中，有用礦物不可能完全解離，也有相互粘染結合的情況產生。鑒于諸多原因，粗選粗精礦品位達3O 左右。粗選粗精礦經酸洗洗去鐵質物質的同時也進一步使金紅石與脈石礦物解離，從而增大了粗精礦物性差異，于是用離子波形搖床精選，可以進一步提高粗精礦的品位，除去酸洗解離出來的脈石礦物。試驗指標見表11。
從表11可以看出，酸洗后再重選金紅石品位由37.56%提高到83.57%，上升幅度很大，而且回收率也很高。這表明，該金紅石的選別，酸洗是關鍵。
3.2.3、電選精選試驗
為進一步提高金紅石精礦品位，得到高質量、高品位的金紅石，可采用電選的方法再次提純。該礦金紅石粒度很細，因此試驗選用專門處理細粒、微細粒的新型高效電選設備：12萬伏超高壓懸浮電選機[4]。在條件試驗的基礎上，采用一粗一精選流程獲得了較好的分選效果，試驗結果見表12。
表12試驗結果說明，經電選可以得到品位為TiO292.72 的優(yōu)質金紅石精礦。需要補充說明的是，電選粗選給礦為酸洗后重選的“精礦+中礦返回再選的精礦”，其TiO2品位為75.20%。
4、綜合流程試驗
綜合流程試驗是在粗選、精選工藝流程試驗的基礎上提出的，具體流程如圖1所示，試驗結果見表13。
從表13全流程試驗結果可以看出，經過原礦重選一磁選一酸洗再重選一電選聯(lián)合工藝流程
可以得到品位為TiO292.16%、回收率為6 5.2 6%的金紅石精礦1和品位為TiOz80.44%、回收率為10.01%的金紅石精礦2，選礦總回收率為75.27%的選礦指標。
5 結 語
1、根據礦物嵌布特征及組成研究，該金紅石礦屬較難選礦石。
2、從工藝礦物學的角度以及精礦品位的要求，要想一次選別就獲取高純的金紅石精礦是不可能的，必須通過多種方法，多次選別才能得到高品質的金紅石精礦。
3、重選可以拋去大量的脈石礦物，減少后續(xù)工藝的處理量，同時也排除了部分選礦干擾物質，有利于后續(xù)工藝的選別。
4、酸洗可以除去污染鐵膜，改善礦物物性特征，增大物性差異，有利于進一步提高金紅石精礦品位。
