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(shù)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(duì)含鈦高爐渣工藝礦物學(xué)、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(jī)理、改性渣浮選工藝等進(jìn)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(xué)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(shí)，根據(jù)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(jīng)1025℃預(yù)氧化30 min得到預(yù)氧化渣，該過(guò)程可將對(duì)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(shì)，進(jìn)而使低價(jià)鈦轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)鈦，從而有利于鈣鈦礦晶體生長(zhǎng)。
　　預(yù)

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(jié)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?yàn)楫?dāng)原渣組分被調(diào)整并輔以適宜的熱處理制度時(shí)，鈣鈦礦因熔點(diǎn)較高率先析出并發(fā)生細(xì)微晶體融合，導(dǎo)致鈣鈦礦周圍 Ca2+、TiO32-濃度降低而生長(zhǎng)受限；隨著熔渣溫度降低，

4、晶體只有穿過(guò) Ca2+、TiO32-貧化層才能繼續(xù)生長(zhǎng)，則在生長(zhǎng)受限處形成縮頸；因?yàn)轭i縮處曲率半徑較小，表面張力作用使其熔點(diǎn)降低，易于重熔而變得更細(xì)；曲率半徑較大的枝晶比較穩(wěn)定，縮頸熔化產(chǎn)生的離子向其擴(kuò)散，使之長(zhǎng)大、變粗。
　　（2）礦物可浮性及藥劑作用機(jī)理
　　鈣鈦礦表面Ti、Ca含量基本相當(dāng)；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(diǎn)分別為pH=5.6、4.3和2.9。

5、>　　油酸鈉（NaOL）對(duì)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(qiáng)而選擇性較差；辛基異羥肟酸（OHA）對(duì)三種礦物表現(xiàn)出一定的捕收能力和選擇性。以O(shè)HA為捕收劑時(shí)，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(yàn)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(dāng)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(xué)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(xué)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(diào)漿3 min后，礦漿pH值高達(dá)12.61，此時(shí)游離氧化鈣含量為0.55%。以H2SO4為調(diào)整劑、OHA為捕收劑，改性渣粗選時(shí)H2SO4消耗量高達(dá)16.31 kg/t，且礦漿pH難以調(diào)控，也未能取得較好的浮選指標(biāo)，精礦的SEM及EDX分析結(jié)果表明，各礦物表面覆蓋有針狀硫酸鈣，因而造成捕收劑無(wú)選擇性。經(jīng)鹽酸處理后的改性渣粗選試驗(yàn)結(jié)果表明， OHA用量為100 g/t，水玻