攀鋼含鈦高爐渣中鈦組分的高溫富集與浮選分離工藝研究.pdf

1、攀鋼含鈦高爐渣中 TiO2含量一般為18％-25%，彌散分布于各種含鈦礦物之中，常規(guī)選礦方法很難將鈦組分有效回收。隨著“選擇性析出”技術的提出，為含鈦高爐渣中鈦組分浮選回收提供了新思路。本論文對含鈦高爐渣工藝礦物學、鈦組分選擇性富集與析出、改性渣中主要礦物可浮性及與浮選藥劑作用機理、改性渣浮選工藝等進行了研究。
　?。?）鈦組分選擇性富集與析出
　　原渣中主要礦物為鈣鈦礦、鈦輝石及鎂鋁尖晶石，化學組分主要為CaO、SiO2和

2、 TiO2， TiO2含量為19.35%。將鈣鈦礦作為富集相時，根據CaO-SiO2-TiO2三元相圖重心理論，若保持w(SiO2))/w(TiO2)不變，加入2.54%的CaO可為鈣鈦礦的富集與析出創(chuàng)造條件。原渣與 CaO混勻后，經1025℃預氧化30 min得到預氧化渣，該過程可將對熔渣黏度和熔化溫度影響較大的TiN、TiC及 Ti(C,N)等氧化，增加了原渣的氧勢，進而使低價鈦轉變?yōu)楦邇r鈦，從而有利于鈣鈦礦晶體生長。
　　預

3、氧化渣與1.0%的Fe2O3在1470℃下熔融40 min，并以0.5℃/min降至1320℃恒溫90 min，最終獲得的改性渣中鈣鈦礦明顯富集與析出，晶粒大小為63.17μm、結晶率為30.62%，主要呈排列整齊的十字狀、粒狀及串珠狀等。改性渣中鈣鈦礦之所以呈此狀排列，是因為當原渣組分被調整并輔以適宜的熱處理制度時，鈣鈦礦因熔點較高率先析出并發(fā)生細微晶體融合，導致鈣鈦礦周圍 Ca2+、TiO32-濃度降低而生長受限；隨著熔渣溫度降低，

4、晶體只有穿過 Ca2+、TiO32-貧化層才能繼續(xù)生長，則在生長受限處形成縮頸；因為頸縮處曲率半徑較小，表面張力作用使其熔點降低，易于重熔而變得更細；曲率半徑較大的枝晶比較穩(wěn)定，縮頸熔化產生的離子向其擴散，使之長大、變粗。
　?。?）礦物可浮性及藥劑作用機理
　　鈣鈦礦表面Ti、Ca含量基本相當；鈦輝石和鎂鋁尖晶石表面Al的含量均較高；在純水條件下，鈣鈦礦、鈦輝石及鎂鋁尖晶石的零電點分別為pH=5.6、4.3和2.9。

5、>　　油酸鈉（NaOL）對鈣鈦礦、鈦輝石和鎂鋁尖晶石的選擇性和捕收能力較差；十二烷基硫酸鈉（SLS）的捕收能力較強而選擇性較差；辛基異羥肟酸（OHA）對三種礦物表現出一定的捕收能力和選擇性。以OHA為捕收劑時，水玻璃的選擇性抑制效果較好，其次是草酸，CMC的選擇性抑制效果較差。人工混合礦浮選試驗表明，OHA浮選體系下獲得的精礦TiO2品位為33.57%、回收率為49.53%，效果優(yōu)于NaOL及SLS；當加入抑制劑水玻璃后，最終獲得了Ti

6、O2品位為39.44%，回收率為50.19%的鈣鈦礦精礦。
　　酸性條件下，OHA主要與鈣鈦礦表面Ti、鈦輝石表面Al及鎂鋁尖晶石表面 Mg、Al發(fā)生化學吸附作用；在堿性條件下，OHA與鈣鈦礦表面 Ti和Ca、鈦輝石表面 Ca、Mg及鎂鋁尖晶石表面 Mg、Al發(fā)生化學吸附作用。在酸性條件下，水玻璃在鈣鈦礦表面的吸附作用較弱，但易吸附于鈦輝石及鎂鋁尖晶石表面，阻礙了 OHA與鈦輝石和鎂鋁尖晶石作用，起到選擇性抑制作用。
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7、3）改性渣中鈣鈦礦的浮選分離
　　改性渣原渣礦漿濃度為20%、調漿3 min后，礦漿pH值高達12.61，此時游離氧化鈣含量為0.55%。以H2SO4為調整劑、OHA為捕收劑，改性渣粗選時H2SO4消耗量高達16.31 kg/t，且礦漿pH難以調控，也未能取得較好的浮選指標，精礦的SEM及EDX分析結果表明，各礦物表面覆蓋有針狀硫酸鈣，因而造成捕收劑無選擇性。經鹽酸處理后的改性渣粗選試驗結果表明， OHA用量為100 g/t，水玻