鈦砂

鈦砂，一種含有鈦的沙子。雲南省有豐富的鈦砂礦資源，大部分屬次生內陸砂礦，主要分布在昆明附近的富民、祿勸、武定等地區。該地區的鈦砂礦易采易選，經簡單選礦便可獲得質量較好的鈦精礦。

基本介紹

• 中文名：鈦砂
• 外文名：Titanium sand
• 釋義：一種含有鈦的沙子
• 利用時間：19世紀40年代以後
• 特點：是一種黑色的砂子
• 學科：冶金工程

簡介

雲南省有豐富的鈦砂礦資源，大部分屬次生內陸砂礦，主要分布在昆明附近的富民、祿勸、武定等地區。該地區的鈦砂礦易采易選，經簡單選礦便可獲得質量較好的鈦精礦。礦物主要以砂礦的形式賦存於殘積、坡積及洪水沖積物中，礦層出露於地表，礦層薄，一般為5~10 m，採礦極為方便，均露天高壓水力開採，以水力運輸至選礦廠。

原礦主要性質

本區礦石的主要有用組分為鈦和鐵，伴生組分為鋁、鎂等，其他組分很少。鈦主要以鈦鐵礦的形式賦存，有少量白鈦石；鐵除以鈦鐵礦的形式賦存外，還以釩鈦磁鐵礦的形式賦存，在生產中主要回收鈦鐵礦及釩鈦磁鐵礦。粒度分析表明中等大小粒群的品位最高，細顆粒群品位最低，但細粒級累計占相當大的比重。由於鈦礦選礦以重選為主，細粒級在重力水流的作用下易流失，影響回收率。

特點

鈦砂，一種含有鈦的沙子。從發現鈦元素到製得純品，歷時一百多年。而鈦真正得到利用，認識其本來的真面目，則是本世紀40年代以後的事情了。

純天然的含鐵在65%以上,比重和鐵砂一樣的。是永不生鏽的鐵砂.是體育用品的填充材料，顆粒在50-140目左右。

分布

地理表面十公里厚的地層中，含鈦達千分之六，比銅多60倍。隨便從地下抓起一把泥土，其中都含有千分之幾的鈦，世界上儲量超過一千萬噸的鈦礦並不希罕。

海灘上有成億噸的砂石，鈦和鋯這兩種比砂石重的礦物，就混雜在砂石中，經過海水千百萬年晝夜不停地淘洗，把比較重的鈦鐵礦和鋯英砂礦沖在一起，在漫長的海岸邊，形成了一片一片的鈦礦層和鋯礦層。這種礦層是一種黑色的砂子，通常有幾厘米到幾十厘米厚。

目前礦區採用的選礦工藝及設備

礦區全部採用重選。大部分工廠規模小、回收率低、精礦品位低、設備簡單、設施簡陋，屬於粗放式生產。生產的鈦精礦品位TiO2 含量在35%~45%，回收率50%左右。這些選廠為粗選廠。用水力采出的砂礦經過簡單隔渣，送到粗選廠。粗選的目的是將入選砂礦按礦石密度不同進行分離，丟棄低密度脈石尾礦，獲得重礦物含量達90%左右的混合精礦，作為精選廠的給料。常用的粗選設備為圓錐選礦機和螺旋選礦機。在滇中礦區，粗選設備均為螺旋溜槽。螺旋溜槽安裝便利、操作簡單、比較實用，缺點是水流流量和流速不易掌握，導致回收率忽高忽低，精礦品位變化較大。原礦中含磁鐵礦比例較大，經螺旋選出的粗精礦再經磁選分離出鈦精礦和鐵精礦。

在滇中地區，有少數鈦選廠螺旋粗選後配有搖床等精選設備，主要為滿足高品位鈦精礦客戶要求。鈦精礦品位TiO2 含量在45%左右。

目前選礦廠普遍存在的問題

1） 原料性質決定採用傳統選礦工藝回收率不高。在礦區不同的礦段取原礦土樣8 件，經過淘洗，對比鈦礦物量的變化情況。在淘洗過程中，淘洗出的鈦礦物TiO2 含量明顯下降。這說明基性岩石的鈦礦物經風化淋濾後，鈦礦物含量較好，但粒度變得很細，隨著淘洗的水流漂走的礦物數量較多，損失量較大。對應在生產中，使用螺旋溜槽，水流更急，細粒更易漂走，回收率就不會高。這對選礦提出了新的工藝要求，應通過選礦試驗確定礦物粒度對回收率的影響程度。

2） 回收率與產品品位之間存在著很大程度的互逆關係。一般說來，產品品位提高0.5 個百分點，回收率下降3%左右。如何產出高品質的鈦精礦，同時確保回收率，將是選礦工藝面臨的一大課題。

針對問題進行的試驗研究

1 研究方向及試驗方案

原礦粒度分析結果表明，中等大小粒群的品位最高，細顆粒群品位最低。為了加強+0.105 mm 粗顆粒群中鈦鐵礦的回收，應該將粗顆粒磨細後入選；為了提高鈦鐵礦回收率，必須加強細粒鈦鐵礦回收。

基於實踐和粒度分析，滇中地區鈦鐵礦的分選以重選為主，但跳汰機、重介質選礦機和螺旋選礦機不適用，螺旋溜槽和搖床都可以使用，螺旋溜槽適用於粗選和掃選，搖床適用於精選。

由於原生礦泥多，需進行脫泥入選。考慮到滇中地區鈦鐵礦選礦中鐵鈦礦物分離主要是鈦磁鐵礦與鈦鐵礦分離，在解離條件下容易實現，精選試驗除搖床試驗外還包括細磨入選對比研究和弱磁選驗證試驗。

2 試驗結果

1） 原礦直接入選

試驗所用設備為單頭螺旋溜槽。螺旋溜槽分選效果明顯，但各個粒級的精礦品位都不夠高，需要精選。各個粒級的拋尾效果都不夠好。經過分析，粗大顆粒進入尾礦是沒有解離，經過磨礦可以避免，但細粒分選效果不好，導致回收率低，必須進行深入研究以加強細粒鈦礦回收。

2） 磨礦細度試驗

試驗設備主要有球磨機，ZCT 弱磁選機及SSS強磁選機。試驗結果表明，不磨礦次鐵精礦中TiO2 品位較高達到26.84%，損失回收率11.54%，隨著磨礦細度-43 μm 的增加，次鐵精礦TiO2 品位穩定在16.77%左右，同時鈦精礦的TiO2 品位及回收率隨著磨礦細度的增加而增加，在磨礦細度-43 μm 占81.57%時，鈦精礦的TiO2 品位為27.26%，回收率為63.46%，因此磨礦細度為-43 μm 占82%為宜。

3） 弱磁選—搖床重選試驗

螺旋溜槽所得的鈦粗精礦品位低，需進一步精選，考慮到礦石中有一部分磁性鐵礦物，本試驗採用弱磁選—搖床重選的流程方案進行精選試驗。

試驗結果表明，對鈦粗精礦採用弱磁粗選脫鐵，可以獲得產率2.38%、鐵品位52.41%的鐵粗精礦，並且可以減輕搖床重選作業的負荷；對弱磁選尾礦採用搖床重選，可以獲得較高的鈦精礦品位和回收率，鐵精礦品位達到49.25%，回收率達到63.45%，搖床的作業回收率達到90%。

4） 浮選試驗

嘗試用浮選法回收鈦鐵礦。脫泥後用強磁除鐵、經過三次開路精選。

從開路浮選試驗結果可看出，浮選也可以有效回收鈦鐵礦。進一步進行浮選閉路試驗，礦物經脫泥除鐵後進行一次粗選、兩次精選閉路浮選，可得到回收率41.19%、品位46.03%的鈦精礦。

選礦工藝流程及設備組合方案

從探索試驗來看，鈦砂礦的選礦應以重選為主，首先應該進行脫泥後磨礦，並進行弱磁除鐵，一次粗選、一次掃選、兩次精選螺旋溜槽粗選—搖床精選—再除鐵流程較為適用。試驗回收率為63.45%，較實際生產高。這是因為實際生產管理粗放的原因。但是，為充分利用資源，該回收率仍然偏低。

滇中地區的鈦選廠規模都較小，流程簡單，生產方式較落後，回收率低，精礦品質差，資源浪費較嚴重。經過分析，認為滇中地區鈦礦採選要成為一個具有規模的產業，必須走集約化建設、集約經營的路子。

在產業政策上應限制選廠建設的準入，制定最小生產規模，提倡使用技術含量高的選礦流程。滇中鈦砂礦的選礦工藝應以重選為主，主要設備有螺旋溜槽、球磨機、分級機、磁選機、搖床等。採用較先進的重選設備，可使精礦品位、回收率提高。

總結

1） 影響滇中地區鈦砂礦回收率的主要因素是對於細粒級礦的回收較難，進一步提高回收率還需對流程和設備進行最佳化組合；

2） 對於現有選礦廠應在選礦技術上加以完善，以免造成資源浪費；

3） 滇中地區鈦砂礦埋藏淺，但各礦體獨立，且均有農田和林地覆蓋，尾礦庫選址較難，必須進行規劃性開採，才能獲得較好的經濟效益。