浅谈超贫钒钛磁铁矿资源的开发现状及未来发展

浅谈超贫钒钛磁铁矿资源的开发现状及未来发展
摘要：钒钛磁铁矿资源的开发利用为相应产业提供了不可替代的物质基础，选矿及综合开发利用技术进步较快为该资源开发利用提供了成熟的工艺和技术。

进一步研究开发目标是实施节能新工艺和全面综合开发利用建立现代矿业生态工业园示范区。

本文主要根据成矿类型、分布特点、资源条件、采选技术条件、开采方式、选矿一般工艺流程和矿产品的销售成本，分析了开发利用超贫磁铁矿活动中存在的主要问题，提出了相应的对策措施和建议。

关键词：超贫钒钛磁铁矿资源；开发现状；综合利用；发展趋势
1钒钛磁铁矿理论概述分析
含钒钛磁铁矿岩体分为基性岩（辉长岩）型和基性-超基性岩（辉长岩－辉石岩－辉岩）型两大类，前者有攀枝花、白马、太和HYPERLINK”http：///view/36919.htm”等矿床，后者有红格、新街HYPERLINK”http：///view/1106895.htm”等矿床。

总的来说，两种类型的地质特征基本相同，前者相当于后者的基性岩相带部分的特征，后者除铁、钛、钒外，伴生的铬、钴、镍和铂族组分含量较高，因而综合利用价值更大。

钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有很高的综合利用价值。

在这样的背景下，我国铁矿资源的开发利用出现了一种新的类型——超贫钒钛磁铁矿，主要分布在我国河北承德、赤峰宁城、辽宁北票等地区，超贫钒钛磁铁矿规模巨大，为含磁铁矿的基性、超基性岩浆岩侵入体，承德地区共出露大小超贫钒钛磁铁矿成矿岩体、岩株磁性异常区近180个，为岩体型矿化，矿体厚大。

2钛矿的生产及市场情况分析
我国的钛矿采选非常分散，据不完全统计，有80多家经营钛矿的采选厂，每年只生产约7×105t～8×105t钛精矿。

现在造成钛矿分散经营的原因，一是体制问题，另一个原因是没有发现大型钛砂矿床，不便于集中开采。

这种钛矿分散经营状况，对钛和钛白生产的大型化是不利的。

目前国内市场对钛矿的需求量约5×105t（以矿中TiO2计），因为国内天然金红石生产量很少，全部用钛铁矿约需1×106t。

国内年产钛铁矿精矿约为8×105t，在钛白生产大幅度增产的情况下，已发生过供不应求的局面，从澳大利亚进口天然金红石和钛铁矿，也从越南和朝鲜进口钛铁矿。

3钒钛磁铁矿综合回收现状分析
3.1现行流程只实现了铁、钒和钛的回收，其它有益元素如：镓、钪和锌等未实现回收，造成了资源的浪费。

经分析高炉烟筒灰中含有锌，含量已达到回收利用的价值，有些企业未对该废资源进行回收，采用外卖方式消耗掉；经检
测生产钛白粉所产生的废酸中含钪，也达到了富集回收的价值，现行工艺也未对该有益元素进行回收。

3.2铁和钒得到了大部分的回收，钛的回收率偏低。

采用高炉冶炼钒钛磁铁矿，铁和钒大部分还原进入铁相，形成含钒铁水，最终从钢碴中提钒的技术已比较成熟。

钛绝大部分以TiO2的形式留存于高炉渣中，由于高炉渣中TiO2含量偏低仅为22％左右，并且高炉渣中含钛物相多且分散、粒度细小，从高炉渣中回收该部分钛存在较大的技术难度。

目前，从高炉渣中提取回收钛的技术大致可分为三种，一是传统的酸浸流程，可采用废酸或低浓度进行处理，用于制取富钛料或钛白粉，由于生产成本和产品质量问题导致该技术路线未实现产业化；二是“高温炭化，低温氯化”处理工艺，以高钛型高炉渣为原料，采用火法冶金处理方法，在高温下首先进行高炉渣的炭化，将其中的TiO2转变为TiC和TiN，然后在较低温度下氯化，将TiC和TiN转变为TiC14，通过进一步的精制，获得氯化法钛白的优质原料。

三是高炉渣“再冶再选”工艺技术，针对高炉渣中含钛物相多且分散、粒度细小的特点，通过冶金方法促进高炉渣中的钙钛矿长大，然后通过选矿方法选出其中的钛，达到钛富集的目的。

3.3硫钴精矿进行深度开发不足。

副产品硫钴精矿可作为制取硫酸和提炼钴、镍、铜等有色金属原料，还可以作搪瓷密着剂，比纯氧化钴镍搪瓷密着剂的成本低40%。

目前产品因销路不畅，暂时没有回收利用，作为尾矿丢掉。

3.4钛精矿主要用于硫酸法钛白的生产，对环境污染较重。

3.5该钛精矿目前主要用于硫酸法生产钛白粉，每生产1t钛白约产生浓度为20％左右的废酸6～8t，副产7水硫酸亚铁2.5～4t。

废物（硫酸亚铁、稀废硫酸和酸性废液）排放量大，废酸的排放对环境造成有较大污染，在一定程度上限制了硫酸法钛白的健康发展[6]。

为了减少硫酸法对环境的污染，科技人员采用还原法对钛精矿进行富集生产高钛渣，由于攀枝花钛精矿中MgO+CaO含量达7%左右，使得高钛渣中TiO2的品位达不到沸腾氯化制备TiCl4的要求，限制了攀枝花钛精矿在氯化法钛白中的应用。

3.6未对选钛尾矿中有价元素进行回收。

企业钒钛磁铁矿中含有丰富的钪，选矿过程中分别富集在钛精矿和电选尾矿的辉石中，含钪分别达101.0g／t和128.0g/t。

由于钛尾矿含钪品位低，其所属的辉石是一种性质极其稳定的硅酸盐结构，与锆英石类同。

如何较好地利用钪资源成了难题。

4钒钛磁铁矿开发与利用分析
4.1超贫磁铁矿采选生产能力
超贫磁铁矿的开发利用通过磁法选矿工艺，回收岩体中磁性铁组分，选出的铁精矿品位TFe63%左右，选矿比8～20。

由于该类含铁岩石易采、易碎、易磨、易选，采选生产成本较低，取得了较好的经济效益。

4.2超贫磁铁矿的开采方式
目前已生产的各种成因类型的超贫磁铁矿山全部为露天开采，而且多为山坡露天开采。

开采深度一般未超过50m，少数建矿较早、开采强度较大的基性-超基性岩型超贫磁铁矿矿山开采的最大深度达到了50m以上。

沉积变质型超贫磁铁矿床的开采深度，受含矿层位的厚度、产状、风化深度及其它开采技术条件的制约，开采深度一般未超过30m。

正规设计开采的超贫磁铁矿生产矿山，其露天采场的结构要素包括：阶段高度一般为10m，最大为30m；设计开采最低标高以开采范围内最低侵蚀基准面为限；最终坡面角一般小于70°；最终边坡角一般小于50°，个别达60°；安全平台宽度一般为3～5m，最大为10m。

4.3超贫磁铁矿选矿
（1）选矿技术条件及选矿技术指标。

超贫磁铁矿选矿全部采用磁法选矿方法。

由于其含有较低的磁性矿物（mFe在4-8%左右），要求其较传统的磁铁矿有较高的选矿回收率。

不同成因类型的超贫磁铁矿其选矿技术条件不同，根据矿石性质、磁铁矿物结晶粒度及其与脉石矿物的结构形式，选择不同的磨矿粒度指标。

基性、超基性岩型超贫磁铁矿，磁铁矿物一般结晶粒度较小，要求磨矿粒度较细，其磨矿粒度一般-200目为70%～80%，铁精矿品位可选至TFe65%，磁性铁选矿回收率可达80%以上。

沉积变质型超贫磁铁矿磁铁矿物一般结晶粒度较大，其磨矿粒度一般-200目为60%～70%，铁精矿品位可达TFe65%以上，磁性铁选矿回收率可达85%以上。

（2）选矿工艺流程。

选矿工艺流程为：原矿破碎→磨矿→磁选，超基性岩型超贫磁铁矿多采用两段破碎、两段磨矿、三段或四段磁选工艺。

超基性岩型超贫磁铁矿多采用两段破碎、两段磨矿、两段或三段磁选工艺。

沉积变质岩型超贫磁铁矿一般采用一段破碎、一段干磁选、一段磨矿、两段湿式磁选工艺。

其选出的精矿品位均可达TFe65%左右。

总结：铁矿开发利用是国民经济和社会发展的支柱产业。

超贫钒钛磁铁矿是我国铁矿地质找矿和开发利用的历史性突破，是合理开发利用贫矿资源的成功典范，对我国都具有战略意义。

在目前的铁矿市场条件下，铁矿市场有需求，超贫钒钛磁铁矿资源存在着巨大的开发潜力，强化超贫钒钛磁铁矿的开发利用，将为我国经济社会发展带来一个良好的发展机遇，为提高我国铁矿资源的供应保障做出重要贡献。

参考文献：
［1］马建民、陈从喜.我国铁矿资源开发利用的新类型———承德超贫钒钛磁铁矿.中国金属通报2007年.20
［2］李中念、张振芳、严国栋.河北省超贫磁铁矿资源与开发利用分析.河北冶金.2006年.3.153期
［3］徐丽君、李亮等.攀西地区钒钛磁铁矿综合回收利用现状及发展方向.四川有色金属。

2011年3。