摘要：本文以承德低品位、复杂、难处理矿石的开发及综合回收利用为重点，介绍了长龙矿业优化选别流程、提高低品位矿石中的铁、钛、磷等有用矿物综合回收利用水平的生产实践。 关键词 :优化选别流程；有用矿物；综合回收利用
Abstract: this article with the chengde low grade, complicated and difficult to deal with the development of the ore and comprehensive recycling as the key point, this paper introduces the long dragon mining optimization choose don"t process, improve the low grade of iron ore, titanium, phosphor and useful mineral comprehensive recycling level of production practice.
Keywords: optimization choose don"t process; Useful mineral; Comprehensive recycling
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
金属回收率是选矿厂最重要的技术指标之一，综合利用水平直接反映选矿厂的技术水平和管理水平。提高选矿金属回收率, 降低金属流失, 综合回收有用矿物, 使有限的资源得以充分利用，是落实可持续发展战略的重要举措。
1 我国铁、钛、磷矿石的状况
1.1铁矿石
我国铁矿石资源丰富，从储量上仅次于俄罗斯、加拿大、澳大利亚和巴西等国家。但是我国铁矿石的特点是：贫矿多、富矿少。贫矿占总储量的97.5%；矿石类型复杂，多金属共生矿石及难选矿石多。但是在进行铁矿石筛选过程中,往往会造成不少铁矿石的流失。
1.2钛矿石
我国探明钛矿石储量占世界同类储量的63.1%。钛矿原料 90%用于钛白颜料，5%用于生产海绵钛，由于需求旺盛，在 80 年代全世界处于供不应求。世界上能进行钛工业生产的只有美国、俄罗斯、日本、中国和欧洲的少数国家。虽然我国具有钛资源的优势，但钛铁粉产能供不应求，需从澳大利亚、加拿大等国进口钛铁矿和高钛渣，从越南、印度和朝鲜进口钛矿。
1.3磷矿石
我国磷矿资源仅次于摩洛哥、美国、苏联，居世界第四位。我国磷矿主要为沉积磷矿，占储量的87%，其次为岩浆型磷矿占 13%，沉积磷矿资源分布集中在云南、四川、贵州、湖南、湖北五省。岩浆型磷矿主要分布在缺磷的北方，P2O5 品位大于 10%的磷矿只有河北有两处，世界上 84%的磷矿用于生产各种磷肥，4%生产洗涤剂，3.3%生产磷酸盐饲料，其余用于化工、轻工、国防等工业。
2 承德低品位铁矿石概况
大庙矿床周边区域超贫钒钛磁铁矿远景资源量可达35亿吨以上。有用矿物主要有铁、钒、钛、磷等，多数选矿在矿石开发选别中只回收铁（钒含其中），大量其他有用矿物被排入尾矿库。长龙矿业自有矿山资源储量约达2亿多吨，原矿石含有铁、磷、钛等多种元素，其中TFe平均品位18.74%、P2O5平均品位4.86%；TiO2平均品位5.25%。长龙矿业为综合回收矿石中的钛、磷等有用矿物，从优化选别流程着手，实现了有用矿物综合回收，并取得了较好的经济效益。
2.1矿石类型
长龙矿业选矿的原矿均来源于自有铁磷矿区，矿石自然类型主要为苏长钛铁―磁铁磷灰石矿石，另有微量伟晶苏长钛铁、磁铁磷灰石矿石和钒钛磁铁矿石。苏长铁磷矿石按氧化程度可分为氧化铁磷矿石和原生铁矿石两种，氧化铁磷矿石约占矿石总量的5-10%。矿石工业类型为低品位磷矿石、低品位的钒钛铁矿石。
2.2 岩矿鉴定
铁磷矿床为岩浆岩矿床，主要有用矿物磷灰石，以及钒钛磁铁矿，（含钴）黄铁矿等，全都赋存在苏长岩中，岩体即为矿体，岩石即为矿石。特征是品位低，规模大，对其中的磷矿、磁铁矿、钛铁矿可以综合回收利用。
2.3 矿石的结构和构造
矿石主要结构为海绵陨铁结构及变余海绵陨铁结构，其次为自形辉长结构及变余自形辉长结构，局部纤状变晶结构和显微鳞片变晶结构，次变边结构等。矿石矿物呈浸染状分布于紫苏辉石、斜长石之边缘及孔隙中，构成侵染装构造，钒钛磁铁矿沿裂隙贯入于混染斜长岩中，局部由细粒铁矿物之集合体构成，形成块状构造。
2.4 矿物成份及含量
主要有用矿物为磷灰石，钒钛磁铁矿、磁铁矿、此外还有黄铜矿、磁黄铁矿，次生氧化矿物有赤铁矿、钛铁矿和金红石。脉石矿物为斜长石、紫苏辉石和普通辉石，原生黑云母，石榴子石、其次有绿泥石、方解石，以及少量黝帘石，钠长石、绢云母、石英、硝石、白云石。主要矿物成分及含量见下表。
矿物成分及含量表
有用矿物 含量（%） 脉石矿物 含量（%）
磷灰石 10.43 长石 21.00
钛铁矿 6.43 紫苏辉石 16.00
磁铁矿（钒钛磁铁矿） 15.04 普通辉石 6.00
黄铁矿 微量 斜黝帘石 偶见
磁黄铁矿 偶见 白云母 偶见
赤铁矿 偶见 黑云母、绿泥石、透闪石、阳起石、滑石、普通角闪石、绢云母、黝帘石、尖晶石 25.10
褐铁矿 偶见
合计 31.90 合计 68.10
2.5 矿物嵌布粒度
各有用矿物、脉石矿物的粒度特征说明如下。磷灰石：自形、半自形柱状及粒状，0.2-1mm，最大 2mm。 钛铁矿及磁铁矿：他形-半自形粒状，粒径 0.1-5mm 不等，粒度分布极不均匀。磁铁矿为单体，钛铁矿在磁铁矿中呈板条状，粒度较细。斜长石为主要脉石矿物，粒度 0.2-0.5mm，粒度较粗。
3 选别流程的优化
通过对矿石性质、对比投资与成本及生产实践等多元素分析，经过矿石性质浮选、磨矿细度、药剂选择、强磁浮选、强磁重选等试验研究，优化选别流程。
3.1 矿石性质分析
从矿物嵌布粒度可发现，磷灰石、磁铁矿、钛铁矿三种有用矿物的嵌布粒度粗细极不均匀，适宜阶段磨矿，提前抛尾。矿石中脉石矿物以斜长石为主，含量达到50%，其粒度较粗，在 0.5-0.2mm 之间；另几种主要脉石矿物绿泥石、辉石、滑石等选择性磨矿性能较好，适合提前抛尾。三种有用矿物中磷灰石嵌布粒度稍粗，且磷灰石较磁铁矿、钛铁矿易磨，在第一段磨矿后就可以实现有效回收。钛铁矿、磁铁矿两种矿物嵌布粒度细且结合较密切，需要再磨精选满足单体解离要求。
3.2 对比成本
对比三种有用矿物的选别方式，铁为弱磁选，选铁成本最低，因此应优先选铁，降低其他两种矿物的入选量，降低投资和成本。
3.3 选别流程确定
根据生产实践，先选磷后选铁再选钛流程，浮选槽液位对磨机台时波动很敏感，铁与钛等矿物粒度粗、比重大容易沉槽，受此种种因素影响浮选作业指标波动大；一段为格子型球磨机直接入浮选容易沉槽，且叶轮磨损加快，备件消耗多；入浮选矿量多，选矿成本高。
因此，从投资分析、成本分析、生产实践等多方面比较，经多因素多水平试验研究，确定破碎采用三段一闭路工艺流程。一段磨矿分级后，先弱磁选选铁，铁粗精矿经第二段磨矿后选出铁精矿，选铁工艺为四段弱磁选；选铁尾矿通过两段强磁分离钛与磷，强磁精矿经一次粗浮选二次扫浮选四次精浮选工艺流程选出钛精矿，强磁尾矿通过一次粗选一次扫选三次精选工艺流程选出磷精矿。
铁精矿品位58.55%，达到用户要求，金属回收率 40%；磷精矿品位34.04，指标达到优等品一级标准，其中杂质含量满足产品要求，金属回收率 45.51%；钛精矿品位达到 36.49%，金属回收率达到21.41%。
3.4 选铁流程
矿物适合阶段磨矿阶段选别，一段磨矿粒度达到-0.074mm 含量到 30%，铁预先抛尾效果较好。但是，因一段磨矿粒度决定了磷的最终选别回收效果，因此一段磨矿合理粒度在满足选铁抛尾条件下，由选磷条件试验确定，经过选磷条件实验，确定一段分级粒度为-0.074mm 37%。
随着精矿粒度变细，铁精矿品位呈上升趋势，但是回收率呈下降趋势，说明精矿粒度变细，一部分与磁铁矿紧密连体的钛铁矿被解离分离，精矿品位提高同时回收率下降。粒度在-0.074mm75-85%时精矿品位和回收率综合指标好。
磁铁矿属易选矿物，根据可选性试验，结合流程考察等生产实践数据，确定选铁流程采用阶段磨矿阶段选别。一段磨矿粒度-0.074mm占37%，进行一次磁选抛尾，磁选精矿进入二段磨机磨矿，磨矿产品进入二次磁选抛尾，二次磁选精矿进入高频筛分机，筛上返回二段磨机再磨，筛下进入三、四次磁选作业，四次磁选精矿作为最终精矿。扫选尾矿进入强磁流程选钛与磷。流程图如下。
3.5 选钛流程
经过强磁加重选联合流程、强磁加浮选联合流程试验对比，强磁加重选流程最终钛精矿品位较低，不满足市场条件，强磁加浮选流程最终钛精矿品位可以满足市场要求，且随浮选药剂的进步，还有升级的空间，最终选择强磁加浮选工艺流程。根据粒度试验结论，选钛磨矿粒度确定为-0.074mm占65%。
选钛流程结构为：经二段强磁选精矿产品进入钛浮选流程。两段强磁选的尾矿产品进入磷浮选流程。选钛浮选流程结构为一粗二扫三精。流程图如下。
3.6 选磷流程
磨矿粒度在-0.074mm占35-45%条件下选磷指标较好，经过试验及生产实践，磷灰石相对钛铁矿和钒钛磁铁矿选择性磨矿较好，结合铁的可选性试验，确定一段分级粒度为-0.074%占37%，既保证铁、磷的选别指标又满足提前抛尾。
选磷流程结构：磷灰石表面离子键能强，用脂肪酸类捕收剂，调整PH值并加入抑制剂就能很好的选出磷精矿。选磷浮选流程结构采用一段粗选，一段扫浮选，三段精浮选，可得到磷精矿品位34%以上的指标，达到优等品一级标准，满足磷肥市场对原料的质量要求。流程图如下。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。