鋯英石是一種主要由火成巖形成時(shí)從巖漿中結(jié)晶出來的鋯、硅和氧組成的礦物。鋯英石也產(chǎn)于巖脈和變質(zhì)巖中。它屬四方晶,鋯礦設(shè)備主要有破碎機(jī)、球磨機(jī)、分級(jí)機(jī)、浮選機(jī)、磁選機(jī)、搖床、跳汰機(jī)、烘干機(jī)等組成,要根據(jù)礦石性質(zhì)來確定設(shè)備。
鈦鋯礦的選礦所采用的鋯礦設(shè)備和選礦方法及工藝流程取決于礦床類型、礦石性質(zhì)及礦物組成等因素。鑒于鈦原生礦(脈礦)礦石性質(zhì)比較相近，目的礦物種類比較簡(jiǎn)單，所采用的鋯礦設(shè)備和選礦方法及工藝流程共性較強(qiáng);而鈦砂礦和鋯砂礦礦床中的鈦、鋯礦物多與獨(dú)居石、磷釔礦、錫石及貴金屬等共生，呈綜合性砂礦床產(chǎn)出，所以，鈦、鋯砂礦的選礦從粗選至精選多納入共同的選礦工藝流程中進(jìn)行。基此在本節(jié)中對(duì)鈦、鋯礦的選礦分為鈦原生礦(脈礦)選礦及鈦、鋯砂礦選礦兩部分?jǐn)⑹觥?
1.鈦原生礦(脈礦)的選礦
目前工業(yè)上利用的鈦原生礦(脈礦)均系含鈦的復(fù)合鐵礦。為利用其中的鈦資源，依礦石性質(zhì)而異，整個(gè)選礦過程可分預(yù)選、選鐵及選鈦三個(gè)階段。
其中選鈦部分又可分為粗選及精選兩個(gè)階段進(jìn)行。
(1)預(yù)選 有的鈦脈礦礦石，在破碎到一定程度的粗粒狀態(tài)下即有相當(dāng)數(shù)量的脈石達(dá)到基本單體解離，這些粗粒單體脈石可采用預(yù)選作業(yè)將其丟棄，達(dá)到增加選廠處理能力及提高入選品位的目的。預(yù)選作業(yè)可依據(jù)礦石性質(zhì)在磨礦作業(yè)前的粗、中、細(xì)碎作業(yè)的適宜階段進(jìn)行。預(yù)選常用方法為磁選及重選兩種。
(2)選鐵 含鈦復(fù)合鐵礦，目前工業(yè)上利用的主要目的是獲得供煉鐵用的鐵精礦;對(duì)于含釩高的礦石則是獲得供煉鐵及提釩的釩鐵精礦。選鐵采用簡(jiǎn)單有效的磁選法進(jìn)行。入選礦石經(jīng)破碎(或先經(jīng)預(yù)選)及磨礦，使其達(dá)到可選的單體解離度后，采用鼓式、帶式弱磁場(chǎng)濕式磁選機(jī)選出鐵精礦或釩鐵精礦，磁選尾礦即為綜合回收鈦的原料。 有的礦石鐵、鈦礦物嵌布致密，采用單一選礦方法難以獲得單獨(dú)的精礦，則只經(jīng)重選丟棄尾礦，將所獲得的鐵、鈦混合精礦，直接進(jìn)行焙燒及熔煉，生產(chǎn)出高純生鐵及鈦渣產(chǎn)品。
(3)選鈦 鈦脈礦中鈦的回收是在選出鐵精礦后的磁選尾礦中進(jìn)行。選鈦采用的方法有重選、磁選、電選及浮選法，依礦石性質(zhì)而異，采用適宜的選礦方法組成不同的工藝流程進(jìn)行選別。目前工業(yè)上所采用的選礦工藝流程有以下幾種類型：
鋯礦設(shè)備重選—電選工藝流程，重選—電選工藝流程特點(diǎn)是采用重選法粗選，電選法精選。重選采用的設(shè)備主要是螺旋選礦機(jī)(包括螺旋溜)，其次為搖床。采用圓錐選礦機(jī)重選，目前已進(jìn)行到工業(yè)試驗(yàn)階段，但至今尚未正式用于生產(chǎn)。在重選粗選階段目的是丟棄低密度脈石，獲得供電選用的粗精礦。 電選采用的設(shè)備為輥式電選機(jī)，其目的是將重選粗精礦進(jìn)一步富集，使產(chǎn)品達(dá)到最終精礦標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于含硫礦石，在粗、精選工藝之間通常采用浮選法作為脫除硫化礦的輔助工藝。 重選—磁選—浮選工藝流程 重選—磁選—浮選工藝流程特點(diǎn)是對(duì)進(jìn)入鈦選別的原礦，首先分級(jí)，粗粒級(jí)采用重選粗選，磁選精選，細(xì)粒級(jí)采用浮選。重選采用搖床，磁選采用干式磁選機(jī)進(jìn)行。浮選給礦粒度一般為-0.074毫米，所用浮選劑有硫酸、氟化鈉、油酸、柴油及松油等。
鋯礦設(shè)備單—浮選工藝流程 單—浮選法是選別細(xì)粒嵌布鈦脈礦比較有效的選礦方法。單一浮選工藝簡(jiǎn)單，操作管理方便，但由于藥劑消耗會(huì)增加成本，同時(shí)存在尾礦排放所帶來的環(huán)境保護(hù)問題，所以目前工業(yè)應(yīng)用尚不廣泛。 鈦浮選采用的浮選劑有硫酸、塔爾油、柴油及乳化劑Etoxolp-19等。為提高浮選效果，對(duì)入選礦與浮選劑在浮選前進(jìn)行高濃度長(zhǎng)時(shí)間攪拌具有一定作用。
2.鈦鋯砂礦的選礦
鈦鋯砂礦主要礦床類型為海濱砂礦，其次為內(nèi)陸砂礦。鈦鋯砂礦是原生礦在自然條件下經(jīng)風(fēng)化、破碎、富集生成。具有易采、易選、生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好及伴生礦物種類多，綜合回收價(jià)值大等優(yōu)點(diǎn)，是比較理想的礦產(chǎn)資源之一。
鈦鉛砂礦是目前世界上鈦鐵礦、金紅石、鋯英石及獨(dú)居石等礦產(chǎn)品的主要來源。 鈦、鋯砂礦除少數(shù)礦體上部有覆蓋層需經(jīng)剝離外，一般不需剝離即可采用千采或船采機(jī)械進(jìn)行開采。干采機(jī)械有：推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)及斗輪挖掘機(jī)等;船采所用采船有鏈斗式、攪吸式及斗輪式三種。采出礦石經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)或砂泵管道輸送至粗選廠。鈦、鋯砂礦選廠分粗選及精選兩個(gè)階段進(jìn)行。
(1)鋯礦設(shè)備粗選 送至粗選廠的礦石，首先經(jīng)過除渣、篩分、分級(jí)、脫泥及濃縮等必要的準(zhǔn)備作業(yè)，然后給入粗選流程進(jìn)行選別。 粗選的目的是將入選礦石按礦物密度不同進(jìn)行分離，丟棄低密度脈石礦物尾礦，獲得重礦物含量達(dá)90%左右的重礦物混合精礦，作為精選廠給料。 粗選廠一般與采礦作業(yè)納為一體，組成采選廠。為適應(yīng)砂礦床特征，一般粗選廠均建為移動(dòng)式，移動(dòng)方式有水上浮船及陸地軌道、履帶、托板及定期拆遷等方式。
鈦、鋯砂礦粗選一般選用處理量大，回收率高又便于移動(dòng)式選廠應(yīng)用的設(shè)備，較普遍的是圓錐選礦機(jī)及螺旋選礦機(jī)，少量采用搖床。上述設(shè)備有單一使用的，也有配合使用的：?jiǎn)我粓A錐選礦機(jī)主要用于規(guī)模大或原礦中重礦物含量高的粗選廠;多數(shù)廠采用以圓錐選礦機(jī)粗選，螺旋選礦機(jī)再精選;一些規(guī)模較小的選礦廠，往往采用單一的螺旋選礦機(jī)粗選。
(2)鋯礦設(shè)備精選 鈦、鋯砂礦多系含有幾種有價(jià)礦物的綜合性礦床，精選的目的是將粗精礦中有回收價(jià)值的礦物進(jìn)行有效的分離及提純，達(dá)到各自的精礦質(zhì)量要求，使之成為商品精礦。 精選廠一般建成固定式。粗精礦采用汽車、火車或管道輸送等方式運(yùn)輸?shù)骄x廠處理。
精選作業(yè)分為濕式及干式兩個(gè)階段，以干法作業(yè)為主。根據(jù)粗精礦的性質(zhì)，在精選工藝的前段通常采用部分濕法作業(yè)。有時(shí)在精選過程中還存在干法、濕法交替的過程，不過從能源消耗及簡(jiǎn)化工藝流程角度考慮，在可能條件下力爭(zhēng)減少這一過程。
精選廠的濕法作業(yè)種類有：采用搖床或螺旋選礦機(jī)重選，進(jìn)一步丟棄殘存在粗精礦中的密度小的脈石礦物，對(duì)于含鹽份的粗精礦，同時(shí)具有清洗鹽份的作用;采用濕式磁選法預(yù)先選出部分易選鈦精礦，減少干選入選礦量;在粗精礦中加入氫氧化鈉、鹽酸、稀氫氟酸、焦亞硫酸氫鈉等某種藥劑進(jìn)行高濃度攪拌，達(dá)到清除礦物表面污染，提高精選效果的目的;采用浮選法進(jìn)行鋯英石、獨(dú)居石產(chǎn)品的精選。
干式精選是按產(chǎn)品中各礦物間的磁性、導(dǎo)電性、密度等差異進(jìn)行分選。依粗精礦組成及性質(zhì)而異，干選工藝流程的結(jié)構(gòu)變化較大。對(duì)于礦物組成比較復(fù)雜，綜合回收礦物種類較多的粗精礦的干選，流程比較復(fù)雜，作業(yè)較多，流程結(jié)構(gòu)變化也較大;對(duì)于礦物組成簡(jiǎn)單的粗精礦，干選流程則很簡(jiǎn)單。 磁選是采用不同類型及場(chǎng)強(qiáng)的磁選機(jī)，對(duì)比磁化系數(shù)不同的礦物間的分選
常用的磁選設(shè)備有：盤式(單盤、雙盤、三盤)、交叉帶式、輥式、對(duì)極式等磁選機(jī)，在干選流程中通常是首先采用弱磁選分選出強(qiáng)磁性礦物——磁鐵礦，然后采用中磁場(chǎng)選出大部分磁性較強(qiáng)又比較易選的鈦鐵礦產(chǎn)品。強(qiáng)磁選則用于部分磁性較弱的鈦鐵礦及獨(dú)居石與非磁性礦物鋯英石、金紅石、白鈦石等的分離。 電選是利用粗精礦中礦物間導(dǎo)電性的差異進(jìn)行分選。
所用電選機(jī)有輥式、板式、篩板式三種。電選在粗精礦干選流程中常用于導(dǎo)體與非導(dǎo)體礦物間的分組;金紅石與鋯英石的分離;難選鈦鐵礦及鋯英石、獨(dú)居石等礦物的精選。在生產(chǎn)實(shí)踐中，有時(shí)采取變化磁場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度等操作條件，使電、磁選作業(yè)交替進(jìn)行，以增進(jìn)分選效果。
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