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鈦鐵礦（FeTiO?）是鈦金屬及其化合物的主要來源，全球約90%的鈦原料來自鈦鐵礦選礦。雖我國原生鈦鐵礦市場(chǎng)占有率較高，但其品位低、分布復(fù)雜，傳統(tǒng)的磁選工藝回收率相對(duì)較低。相比之下，浮選在細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦回收方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，是回收微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的有效方法。浮選技術(shù)因其對(duì)細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的高效分選能力，已成為處理低品位、復(fù)雜伴生鈦礦的核心方法。
鈦鐵礦是工業(yè)上提取鈦和二氧化鈦的重要原料，化學(xué)式為FeTiO?，理論TiO?含量為。鈦鐵礦為Fe-Mg和Fe-Mn完全同質(zhì)異象替代礦，形成鎂錳鐵礦、鎂鈦礦和金紅石鈦礦。該礦石屬三方晶系，晶體多呈板狀，集合體多呈塊狀或粒狀。其晶體結(jié)構(gòu)類似剛玉，O??離子按六方最密堆積方式排列，層積垂直于立方軸，F(xiàn)e??和Ti??交替填充O??形成的八面體空隙的三分之二。鈦鐵礦顏色為鋼灰色至鐵黑色，條痕顏色為黑色至棕紅色。它具有金屬至半金屬光澤，磁性和導(dǎo)電性較弱。
pH調(diào)節(jié)劑礦漿的pH值
會(huì)顯著影響礦物的表面電性質(zhì)和浮選藥劑的分子活性，尤其是在鈦鐵礦浮選過程中。硫酸通常用作關(guān)鍵的pH調(diào)節(jié)劑。研究表明，當(dāng)pH值在5到5.5之間時(shí)，鈦鐵礦浮選效果最佳，可實(shí)現(xiàn)最快的浮選速度和最高的累積回收率。在細(xì)粒鈦鐵礦浮選過程中，使用硫酸調(diào)節(jié)礦漿的pH值并去除礦物表面的黏液和氧化膜。捕收劑TAO在pH值5.5至9.0范圍內(nèi)對(duì)鈦鐵礦表現(xiàn)出良好的選擇性，在pH值8.0至9.0時(shí)選擇性最佳。
抑制劑
隨著鈦鐵礦資源日益枯竭、精煉和復(fù)雜化，單一浮選捕收劑往往難以有效分離目標(biāo)礦物。因此，脈石抑制尤為重要。目前，常用的鈦鐵礦浮選抑制劑包括水玻璃、草酸、羧甲基纖維素(CMC)、六偏磷酸鈉和氟硅酸鈉。
白鎢礦，屬四方晶系，呈灰色、白色或棕黃色，是鎢冶煉中具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的原料。白鎢礦在矽卡巖、石英和云英石相關(guān)的鎢礦床中發(fā)育良好，并出現(xiàn)在侵入相關(guān)和造山型金礦床中。
礦床中常伴生硫化礦，如黃鐵礦、砷黃鐵礦、輝鉬礦、方鉛礦、閃鋅礦、含銀礦物，以及稀土元素礦物等，此外還有硅酸鹽礦物、含鈣礦物等脈石礦物伴生。硅酸鹽脈石礦物常見有石英、黑云母、輝石和石榴石等。含鈣脈石礦物通常有白云石、磷灰石、方解石、螢石等。
白鎢礦的選礦過程相當(dāng)復(fù)雜，由于其礦物組成多樣化且賦存狀態(tài)各異，需要采用多種不同的選礦工藝聯(lián)合以達(dá)到最佳效果。浮選是最廣泛應(yīng)用的工藝手段，但重選、磁選和化學(xué)選礦等其他工藝方法也經(jīng)常用于白鎢礦的選礦過程。
重選是根據(jù)礦粒間的密度差異，通過運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中所受重力、流體動(dòng)力和其他機(jī)械力的不同，實(shí)現(xiàn)礦粒按密度分選的過程。重選包括水力分級(jí)、跳汰選礦、重介質(zhì)選礦、溜槽選礦、搖床選礦、洗礦。
磁選利用不同礦物的磁導(dǎo)率對(duì)磁場(chǎng)的反應(yīng)差異，實(shí)現(xiàn)礦粒按磁導(dǎo)率的分選。對(duì)于嵌布粒度較粗的白鎢礦，采用單一重選工藝即可取得較好的選礦指標(biāo)。而磁選通常用于分離與白鎢礦共生的黑鎢礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦等磁性礦物。
浮選是利用不同礦物在水溶液中的疏水性差異，通過使用各種浮選藥劑實(shí)現(xiàn)礦物之間的分離。白鎢礦主要通過浮選從脈石礦物中分離。
鐵礦石作為鋼鐵工業(yè)的核心原料，其加工工藝的先進(jìn)性直接決定了鋼鐵生產(chǎn)的成本、效率與環(huán)保水平。隨著高品位鐵礦資源日益稀缺，以及鋼鐵行業(yè)對(duì)鐵精礦品質(zhì)要求不斷提升，一套涵蓋開采預(yù)處理、破碎研磨、選礦提純及濃縮脫水的完整加工體系，已成為實(shí)現(xiàn)鐵礦石資源高效利用的關(guān)鍵。
不同類型的鐵礦石（如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦）因礦物結(jié)構(gòu)、嵌布特性差異，需匹配針對(duì)性的工藝方案 —— 例如磁鐵礦依賴磁選實(shí)現(xiàn)高效提純，赤鐵礦則需結(jié)合反浮選或強(qiáng)磁選技術(shù)突破分選瓶頸。以下將從開采預(yù)處理到濃縮脫水的全流程，詳細(xì)拆解鐵礦石加工的核心工序與技術(shù)要點(diǎn)，為工業(yè)化生產(chǎn)提供系統(tǒng)性參考。
露天開采適用于埋深在300米以內(nèi)、礦體較厚的礦床；地下開采適用于埋深在300米以上或地質(zhì)條件復(fù)雜的深層礦床。
手工分選：大型廢石通過人工或智能分選設(shè)備（例如人工智能視覺識(shí)別）進(jìn)行清除。該工藝適用于礦石的初步提純，可將后續(xù)破碎設(shè)備的低效負(fù)荷降低30%。
洗礦：由于原礦通常含有一定量的粘土，因此在送入破碎機(jī)之前需要進(jìn)行洗礦。洗礦機(jī)可以有效地去除礦石表面的粘土，使礦石保持潔凈。常用的設(shè)備包括槽式/圓盤式洗礦機(jī)和螺旋式洗礦機(jī)。
（1）三級(jí)破碎工藝流程（粗碎→中碎→細(xì)碎）
對(duì)于錫石的選別，一般采用重浮聯(lián)合。重選是基于錫石密度大的特點(diǎn)決定的；但錫石性脆，在碎磨階段容易產(chǎn)生微細(xì)粒級(jí)，細(xì)粒錫石的回收采用重選的方法難度比較大，會(huì)導(dǎo)致選別指標(biāo)不理想。因此。要實(shí)現(xiàn)錫石較好的選別回收，往往采用重選和浮選相結(jié)合的方法。
重選是選廠分離重、輕礦物的傳統(tǒng)方法，因其加工成本低、對(duì)環(huán)境友好，大多礦石都采用重選的方法進(jìn)行回收，通過重選對(duì)錫石進(jìn)行富集也是必然選擇。目前對(duì)重選的研究方向主要集中在新型設(shè)備上，在對(duì)微細(xì)粒和超細(xì)粒級(jí)錫石的處理過程中開發(fā)了許多新型設(shè)備，如：跳汰機(jī)、重介質(zhì)旋風(fēng)分離器、螺旋分離器、搖床、伯特爾－莫茲利分離器、交叉帶分離器、獵鷹超細(xì)粉選礦機(jī)等。在許多選廠使用新型設(shè)備可以使錫石得到較好的富集。
錫石組分復(fù)雜，有價(jià)組分較多，只采用單一的重選方法，不符合當(dāng)前生產(chǎn)要求；錫石天然易脆，大量的細(xì)顆粒錫石在磨礦過程中由于過磨在重選中流失，而浮選的有效回收粒度下限比重選要低。因此，浮選是解決細(xì)粒錫石回收的有效方法之一。
錫礦浮選常用的捕收劑包括脂肪酸類、砷酸類、羥肟酸類、烷基磺化琥珀酸類及膦酸類捕收劑等。胂酸類捕收劑在錫石的選礦中應(yīng)用較早，選擇性較油酸強(qiáng)、對(duì)細(xì)粒錫石的捕收能力強(qiáng)、用量少，適宜的礦漿ｐＨ為4.5~6.5。羥肟酸類捕收劑是一種高效螯合類捕收劑，同胂酸相比，其毒性較小，在工業(yè)上應(yīng)用較多，因而對(duì)錫石的浮選可以用羥肟酸類捕收劑來代替胂酸。其缺點(diǎn)是捕收能力較弱、用量大、價(jià)格高。膦酸類捕收劑主要分為兩類：芳基膦酸和烷基膦酸，烷基膦酸捕收劑毒性較小，其碳鏈一般為６到８?jìng)€(gè)碳，但選擇性和捕收能力較一般。與烷基膦酸相比，芳基膦酸具有更強(qiáng)的捕收能力，但芳基膦酸隨著碳鏈的增長，選擇性也會(huì)隨之降低。
錫石選礦通過重選與浮選聯(lián)合工藝，兼顧粗粒富集與細(xì)粒回收，在新型重選設(shè)備與高效浮選藥劑的推動(dòng)下，不斷提升資源利用率與環(huán)保效益。
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鈦是一種過渡金屬，化學(xué)元素符號(hào)為Ti。其特征為重量輕、強(qiáng)度高、具金屬光澤。在自然界中，鈦的分布相對(duì)分散且提取困難，因此被視為一種稀有金屬。然而，盡管如此，鈦在地殼中的含量豐富，并且在元素豐度排行中排名第九。近年來，鈦及其衍生合金由于在醫(yī)藥、航海、航空航天、功能材料以及催化工業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，逐漸成為備受關(guān)注并具有巨大吸引力的材料之一。
鈦鐵礦的分選工藝較多，由于礦石的伴生關(guān)系、不同的物相組成或者嵌布粒度的差異等原因，生產(chǎn)中需要根據(jù)不同的礦石性質(zhì)來合理利用適宜的工藝流程。
重選是根據(jù)礦粒間密度的不同，從而實(shí)現(xiàn)按密度分選礦粒群的過程的一種選礦方法。在處理具有明顯密度差異的目標(biāo)礦物和脈石礦物時(shí)，常采用重力分選技術(shù)。重力選礦方法包括跳汰選礦、溜槽選礦、搖床選礦和重介質(zhì)選礦等。根據(jù)所使用的分選介質(zhì)的不同，可以將其劃分為濕式重力分選和風(fēng)力重力分選（干式）。重選法的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、綠色環(huán)保，最重要的是其生產(chǎn)成本低。
電選法通常用于有色金屬、磁鐵礦、非金屬礦石及其他物料的分選。在此過程中，礦物的電學(xué)性質(zhì)主要考慮電導(dǎo)率和介電常數(shù)。電導(dǎo)率大于10Ωm的礦物被稱為半導(dǎo)體礦物，電導(dǎo)率小于10Ωm的礦物被稱為非導(dǎo)體礦物。在電選過程中，通常采用摩擦帶電、感應(yīng)帶電、接觸帶電以及電暈放電等方法使礦物帶電，以達(dá)到分選目的。
電選法的優(yōu)點(diǎn)包括耗電少、生產(chǎn)費(fèi)用低、分選效果好、精礦品位高、回收率高、結(jié)構(gòu)簡單、加工精度要求不高、易操作和維修、安全可靠、占地面積少、適用于干式選礦方法、使用范圍廣泛等。在進(jìn)行鈦的電選工藝時(shí)，如果精礦中含有非導(dǎo)電性的脈石礦物，可采用電選的方法進(jìn)行選別。
在鈦鐵礦的分選中，磁選法的應(yīng)用較為常見。磁選法因其操作簡單、工藝流程容易實(shí)施且綠色環(huán)保，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。磁選法與重選法相比，兩者都有回收成本低、綠色環(huán)保的優(yōu)越性；但就回收效果而言，重選法的回收率比較低，導(dǎo)致整體回收率很低。特別是某些選鈦尾礦中，TiO2含量較高，若采用重選法，礦物由于較輕易于流失，進(jìn)而導(dǎo)致選別效果不佳。但磁選則可以盡可能減小這個(gè)問題。
在津巴布韋這座新建的金礦選廠項(xiàng)目中，我們承接了從破碎系統(tǒng)到回水池在內(nèi)的全流程設(shè)計(jì)，涵蓋破碎、粉礦倉、石灰車間、磨礦、濃密、浸出、藥劑儲(chǔ)存、風(fēng)機(jī)房、變電所以及供水等多個(gè)環(huán)節(jié)。該選廠采用成熟可靠的兩段磨礦與兩段分級(jí)工藝，最終產(chǎn)出細(xì)度達(dá)到-200目占90％的合格礦漿。礦漿隨后經(jīng)過一段浸前濃縮和八段邊浸出邊吸附流程，使金的總浸出率穩(wěn)定在90％左右，整體流程高效且適應(yīng)當(dāng)?shù)氐V石的簡單特性。
在破碎環(huán)節(jié)，我們新建了兩段一閉路破碎系統(tǒng)。原礦經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)送入顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，破碎產(chǎn)物由皮帶輸送至振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，合格產(chǎn)品進(jìn)入粉礦倉，篩上物料則返回圓錐破碎機(jī)重新破碎，形成閉路循環(huán)，確保粒度控制精準(zhǔn)高效。
磨礦與分級(jí)系統(tǒng)采用兩段磨礦配合兩段分級(jí)。一段選用格子型球磨機(jī)與旋流器組，二段則配置溢流型球磨機(jī)及更細(xì)分級(jí)旋流器，分級(jí)底流返回磨機(jī)再磨，溢流自流至除屑篩后進(jìn)入濃密機(jī)，有效實(shí)現(xiàn)礦漿的濃縮與雜質(zhì)去除，為后續(xù)浸出創(chuàng)造理想條件。
浸出工序共設(shè)置十臺(tái)大型浸出攪拌槽，確保藥劑與礦漿充分接觸。尾礦則通過泵送系統(tǒng)輸送至客戶已有的尾礦庫，充分利用現(xiàn)有設(shè)施，節(jié)約投資與用地。
值得一提的是，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，我們充分結(jié)合地勘報(bào)告，合理確定場(chǎng)地標(biāo)高，依托現(xiàn)有地形進(jìn)行布局，大幅減少土建與基建工程量，既節(jié)省了投資，也縮短了建設(shè)周期。同時(shí)，針對(duì)客戶團(tuán)隊(duì)多次提出的修改意見，我們積極配合、持續(xù)優(yōu)化，最終形成穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)方案。
此外，我們還對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了專項(xiàng)優(yōu)化：浸出前設(shè)置濃縮流程，確保礦漿濃度滿足工藝要求；空氣提升器采用獨(dú)立螺桿空壓機(jī)供風(fēng)，與浸出槽供風(fēng)系統(tǒng)分開，徹底解決了以往共用羅茨風(fēng)機(jī)易導(dǎo)致的供風(fēng)不穩(wěn)問題，不僅提升炭的提取效率，也保障了浸出系統(tǒng)的整體穩(wěn)定。分級(jí)系統(tǒng)則單獨(dú)架設(shè)于鋼平臺(tái)上，與主廠房分離，有效降低主廠房高度，節(jié)約建設(shè)投資，并加快施工進(jìn)度。
