廣西巴馬天潤鈦業(yè)有限公司位于廣西巴馬縣，是桂西地區(qū)乃至我國較有名的鈦鐵礦產(chǎn)地，該地區(qū)鈦鐵礦經(jīng)前人預(yù)查已在民安—平林一帶提交中型鈦鐵礦床一處，在其周邊亦發(fā)現(xiàn)鈦鐵礦點(diǎn)多處，一直以來存在小規(guī)模民采現(xiàn)象，從目前所取得的地質(zhì)資料和所了解的開發(fā)情況分析，該地區(qū)鈦鐵礦具有較大的找礦潛力和開發(fā)前景。
礦區(qū)位于南華準(zhǔn)地臺(tái)右江再生地槽桂西拗陷西林一百色斷褶帶東段之巴馬背斜南東段核部和北東翼部。該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨季多集中在5-9月，雨量充沛，晝夜溫差較大；地形地貌主要為由輝綠巖及硅質(zhì)巖、泥巖、灰?guī)r組成的丘陵緩坡一中低山，地形切割中等，植被覆蓋稀疏一中等。該地區(qū)已通高壓電，生產(chǎn)生活用電由距巴馬縣城約40km的大化巖灘大型水電站供給，電力充足，電話和手機(jī)基本普及到村屯，當(dāng)?shù)鼐用裆钶^貧困，剩余勞動(dòng)力充足。
本次設(shè)計(jì)的生產(chǎn)規(guī)模為采選生產(chǎn)能力100t/d鈦鐵礦精礦(TiO2品位>48％)。
1 礦石性質(zhì)
本次新建采選工程的選礦廠主要處理民安一平林一帶的鈦鐵砂礦礦石。
1．1原礦主要化學(xué)成分及礦石密度
礦樣為風(fēng)化遷移的殘積、坡積砂礦，有價(jià)成分主要是鈦。礦樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。
1．2礦石的礦物組成
含鈦礦物主要有鈦鐵礦(占15.78％)，金紅石、白鈦礦、板鈦礦、榍石等(占1.45％)，其它金屬礦物有針鐵礦、水針鐵礦、水赤鐵礦、錳鋇礦、黃鐵礦等(占15.87％)。脈石礦物有伊利石、高嶺石、綠泥石、埃洛石、蒙脫石、石英、長石、云母、輝石、閃石、硅灰石、碳酸鹽等礦物(占66.90％)。
1．3鈦的賦存狀態(tài)及平衡分配計(jì)算結(jié)果
礦樣中鈦主要以鈦鐵礦的狀態(tài)存在，其次是以金紅石、白鈦礦、板鈦礦的形式存在，少量以榍石的形式存在，此外還有部分鈦分散在鐵礦物和脈石礦物中。礦樣中鈦元素的平衡分配計(jì)算結(jié)果見表2。
由表2可以看出，礦石中的鈦主要以鈦鐵礦的形式存在，其次是以金紅石、白鈦礦、板鈦礦、榍石的形式存在，有4.91％的鈦分散在鐵錳礦物和脈石礦物中。
經(jīng)計(jì)算，鈦精礦理論品位為T1O256.36％，TiO2的理論回收率為94.83％。
1．4鈦礦物的粒度特性
鈦礦物的粒度特性測量結(jié)果見表3。
由表3可見，鈦礦物的粒度主要在一589+20~m，粒度較粗，有利于回收。
1．5 礦樣篩水析和鈦礦物單體解離度分析結(jié)果
為了解礦樣中鈦在各粒級中的分布和鈦礦物的單體解離情況，對礦樣進(jìn)行了篩水析和鈦礦物的單體解離度測定。原礦粒度組成和TiO2分布率見表4，原礦的單體解離度分析結(jié)果見表5。
由表4結(jié)果可知，礦樣中的鈦主要分布在0.8mm以下，原礦經(jīng)水浸泡后用振動(dòng)篩篩分，篩上部分可以棄去不要。
由表5結(jié)果可知，鈦礦物的單體解離度達(dá)88.80％，鈦礦物與鐵礦物的連生體占6.85％，鈦礦物與脈石礦物的連生體占4.35％。由于鈦礦物的單體解離較好，礦樣不需要磨礦，可直接選別。
2選礦試驗(yàn)
我們于2007年7月對該礦進(jìn)行了探索性試驗(yàn)及優(yōu)化試驗(yàn)研究，得出的最佳選礦工藝原則流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表6。
3選礦工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選擇及配置特點(diǎn)
3．1選礦工藝設(shè)計(jì)
由于設(shè)計(jì)的原礦品位與選礦試驗(yàn)研究的原礦品位相差太大，所以不能直接采用試驗(yàn)得出的選礦工藝流程，需要對試驗(yàn)流程結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，使之能最大程度地符合廣西巴馬鈦鐵礦礦石的選別特點(diǎn)。
3．1．1選礦工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)
1)通過對該礦石性質(zhì)分析可知，原礦不需要破碎和磨礦即可直接進(jìn)行選別，所以工藝設(shè)計(jì)沒有破碎和磨礦段。
2)由于該礦石中有用礦物鈦鐵礦的粒度較集中，主要在一0.6+0.02mm，且有很多礦泥存在，所以原礦選別前必須進(jìn)行篩分分級和脫泥作業(yè)，分級作業(yè)可拋掉產(chǎn)率約為17.33％的尾礦，脫泥作業(yè)可拋掉約40.81％的泥尾礦，這樣不僅減少后續(xù)設(shè)備的臺(tái)數(shù)和負(fù)荷，而且節(jié)省很多基建和設(shè)備投資。
3)由于建設(shè)場地有限，委托單位要求分粗選廠和精選廠兩地建設(shè)，將進(jìn)行搖床選別作業(yè)前的部分建為粗選廠，搖床選別作業(yè)建為精選廠，所以工藝流程分為粗選工藝流程和精選工藝流程兩部分。
4)委托單位要求最終鈦精礦(TiO2)品位48％，為確保精礦品位達(dá)到要求，設(shè)計(jì)時(shí)分別增加了一次螺旋溜槽掃選和一次搖床中礦再選作業(yè)。
3．1．2選礦工藝流程的確定
根據(jù)選礦試驗(yàn)和委托單位對生產(chǎn)指標(biāo)等的要求，選礦工藝流程確定粗選工藝流程為原礦—分級—脫泥一粗精選一掃選流程，精選工藝流程為粗精礦一調(diào)漿—搖床精選一中礦再選流程(見圖2、圖3)。
3．2主要設(shè)備選型
篩分分級設(shè)備：根據(jù)原礦的采礦方法和礦石性質(zhì)，本次設(shè)計(jì)按照采金船圓筒篩(洗礦筒)來計(jì)算原礦篩分所需圓筒篩的規(guī)格和處理量。由于原礦中鈦礦物的粒度較細(xì)，較高品位的鈦主要集中在一2+0.038mm，因此在反復(fù)研究原礦粒度組成與TiO2分布率的關(guān)系和兼顧生產(chǎn)中圓筒篩篩孔的大小對篩分效率和處理量的影響而確定采用雙層圓筒篩，內(nèi)層篩孑L 6mm，外層篩孑L 1.5mm，另外考慮到礦石性質(zhì)的變化、圓筒篩的負(fù)荷及臺(tái)時(shí)量波動(dòng)范圍和操作等因素，選用2臺(tái)1.8mx5.4m的多功能圓筒篩較為適宜。對此礦來說該機(jī)最大處理能力可達(dá)546m3／h，可配用11kW電動(dòng)機(jī)。
螺旋溜槽選擇：螺旋溜槽采用玻璃鋼制造，內(nèi)表面涂聚氨酯金剛砂耐磨層。廣泛用于鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、硫鐵礦、錫礦、鉭鈮礦、金礦、煤礦、獨(dú)居石、金紅石、鋯英石、稀土礦和具有足夠密度差的其它金屬、非金屬礦物，以及鋼渣、硫酸渣、冶金渣等物料選別回收。此設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、不需動(dòng)力、節(jié)水節(jié)電、操作維護(hù)方便、適應(yīng)性強(qiáng)、選別粒度細(xì)、處理量大、分選效果好。
為了使設(shè)備盡可能大型化和適合工藝流程的需要，本次設(shè)計(jì)共選用32臺(tái)直徑為1.6m、螺距為800、3頭／臺(tái)的螺旋溜槽作為粗選重選設(shè)備，其中濃縮脫泥用16臺(tái)光面型槽面的，設(shè)計(jì)的單臺(tái)處理量為8t／h；粗精選用8臺(tái)刻槽型槽面的，設(shè)計(jì)的單臺(tái)處理量為9t／h；掃選用8臺(tái)刻槽型槽面的，設(shè)計(jì)的單臺(tái)處理量為9t／h。
搖床選擇：6一S搖床是重力選礦的主要設(shè)備之一，廣泛用于選別鎢、錫、鉭、鈮、鐵、錳、鉻、鈦、鉍、鉛、金等稀有金屬和貴重金屬礦，也可用于煤礦?？捎糜诖诌x、掃選、精選等不同作業(yè)，選別粗砂(0.5～2mm)、細(xì)砂(0.074～0.5mm)、礦泥(0.02～0.074mm)等不同粒級。本次設(shè)計(jì)共選用1 1臺(tái)LS(6一S)搖床作為精選廠重選設(shè)備，其中2臺(tái)粗砂型床條用作粗砂選別和選別后的中礦再選，設(shè)計(jì)，的單臺(tái)處理量為1.5t／h；6臺(tái)細(xì)砂型床條用作細(xì)砂選別和細(xì)砂選別后的中礦再選，設(shè)計(jì)的單臺(tái)處理量為0.9t／h；另3臺(tái)礦泥型床條用作選別礦泥，設(shè)計(jì)的單臺(tái)處理量為0.5t／h。
水力分級設(shè)備選擇：搖床重選前分級作業(yè)常用的水力分級設(shè)備為水力分級箱，滿足搖床給礦粒度、給礦體積和濃度的要求。水力分級箱為自由沉降式分級設(shè)備，適于處理粒度較小和細(xì)泥含量較多的物料。適宜的分級粒度為0.074～2mm，給礦濃度為18％一25％。該設(shè)備優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、不用動(dòng)力、工作可靠、在鎢錫等礦選礦廠得到廣泛應(yīng)用。選擇水力分級箱時(shí)應(yīng)注意分級箱的室數(shù)(通常以4～8個(gè)分級箱串聯(lián)成一組)與流程要求的物料分級級別數(shù)相對應(yīng)，并兼顧到所選用的搖床臺(tái)數(shù)。本設(shè)i寸選用的水力分級箱為9室，分為9個(gè)級別，分別對應(yīng)粗砂、細(xì)砂和礦泥選別的9臺(tái)搖床。
3．3設(shè)備配置特點(diǎn)
在設(shè)備配置方面，簡單的設(shè)備配置，有利于提高選礦效率，方便操作，安全生產(chǎn)。
(1)粗選廠將螺旋溜槽按4臺(tái)一組聯(lián)合配置，這樣做可節(jié)約用地，減少基本建設(shè)投資，并為選礦廠的日常操作、管理和進(jìn)一步提高選別指標(biāo)創(chuàng)造了條件。
(2)精選廠搖床水平配置，并且搖床基礎(chǔ)建在地平面上而不是建在一個(gè)平臺(tái)上。采用平面水平配置，可節(jié)省高差，降低廠房高度，降低基本建設(shè)投資，總投資也會(huì)降低，另外采用水平配置后，由于所有的設(shè)備在一個(gè)平面上，使得工人容易操作，便于管理；搖床基礎(chǔ)建在地平面上而不是建在一個(gè)平臺(tái)上的做法增加了生產(chǎn)的安全性和設(shè)備的可靠性。由于搖床生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生很大的振動(dòng)，如果基礎(chǔ)建在平臺(tái)上很容易振壞基礎(chǔ)，給生產(chǎn)帶來危險(xiǎn)，使設(shè)備的可靠性得不到保證。有些重選廠為了實(shí)現(xiàn)礦漿自流，將搖床按階梯配置，搖床的基礎(chǔ)建在平臺(tái)上，生產(chǎn)時(shí)搖床一振動(dòng)平臺(tái)和基礎(chǔ)也跟著晃動(dòng)，日常操作工人不敢靠近操作，給生產(chǎn)帶來很大的不安全性，日常操作工人的安全不能保證，后患無窮。
4選礦設(shè)計(jì)指標(biāo)
選礦設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)見表7。
5 結(jié)語
1)針對廣西某鈦鐵礦礦石，研究單位進(jìn)行了大量的選礦試驗(yàn)研究工作，從而為設(shè)計(jì)合理的選礦工藝流程提供了充分的依據(jù)。
2)對于廣西鈦鐵礦礦石的選礦工藝流程，設(shè)計(jì)從試驗(yàn)流程、主要設(shè)備配置及現(xiàn)場建設(shè)場地等方面進(jìn)行了分析，對試驗(yàn)流程進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，提出了處理廣西某鈦鐵礦礦石的推薦設(shè)計(jì)選礦工藝流程。
3)在保證設(shè)計(jì)指標(biāo)和工藝參數(shù)的前提下，合理進(jìn)行設(shè)備選型，既不能過大，更不能過小。另外，根據(jù)地形地貌進(jìn)行設(shè)備配置，盡可能節(jié)約投資。
4)現(xiàn)代的新型選礦廠設(shè)計(jì)，大型、高效節(jié)能、安全環(huán)保、維修簡單的選礦設(shè)備的選擇尤為重要。
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