7.7. Обогащение титансодержащих руд и россыпей
Важнейшими из известных в настоящее время титансодержащих минералов являются ильменит FeTiO3 (плотность 4600…5200 кг/м3), рутил TiO2 (плотность 4300 кг/м3) и перовскит CaTiO3 (плотность 4000 кг/м3). Помимо этих минералов источником получения титана являются титаномагнетиты Fe3O4 ·FeTiO3, лейкоксен TiO2 · TiO2 · H2O и др.
Ильменитсодержащие руды и россыпи являются основным источником получения титата. Ильменит обычно содержит примеси магния, марганца, оксида железа. В коренных рудах ильманит часто находится в тонком срастании с магнетитом ( ильменито-магнетит) или в виде твердого раствора ( титаномагнетит) при различном соотношении этих соединений. Содержание TiO2 в ильменитах коренных руд составляет от 40 до 53%, а в россыпных - от 60 до 70%. Выделяют ильменит из руд и россыпей методами гравитации, магнитной и электрической сепарации и флотации.
Рутил самый богатый титаном минерал содержит небольшие примеси железа, олова, иногда хрома, ванадия, ниобия и тантала. В промышленных рудах рутил обычно содержит 95…99% TiO2.
Первое место в мире по добычи титана принадлежит россыпным месторождениям, из которых наибольшее значение имеют морские прибрежные россыпи, содержащие, как правило, помимо ильменита и рутила, циркон, монацит и др. Эти россыпи хорошо обогащаются. Речные аллювиальные россыпи содержат довольно большое количество глины и требуют предварительной дезинтеграции и промывки.
Ильменитовые концентраты, выделяемые при обогащении россыпей, обычно содержат от 50 до 64% TiO2 в зависимости от вещественного состава россыпей и ильменита. Рутиловые концентраты должны содержать не менее 94…98% TiO2.
Переработка россыпей осуществляется в три стадии – I стадия – дезинтеграция, промывка и обесшламливание, в которой выделяются мытые пески, галя и шламы; II cтадия – гравитационное обогащение мытых песокв с получением коллективного гравитационного концентрата и III стадия – доводка коллективных концентратов с получением кондиционных концентратов.
Первичное обогащение россыпей осущетсвляется на обогатительных фабриках, расположенных непосредственно на месте добычи песков. Часто разработка и первичное обогащение россыпей производится на драгах, схема цепи аппаратов которой предствлена на рис. 221.
Рис. 221. Схема цепи аппаратов драги для обогащения титансодержащих песков
1 – черпаковая цепь; 2 – дражная бочка; 3 – конвейер для гали; 4 – грохот; 5 ,6 – винтовые сепараторы; 7 – обезвоживающий конус; 8 – магнитный сепаратор; 9 – землесос; 10 - экскаватор
Перед
обогащением пески подвергают дезинтеграции и грохочению в дражной бочке с удалением крупной фракции – гали. Дезинтеграция и грохочение песков перед первичным обогащением обеспечивают разрушение сцементированного глиной материала и разделение его на отдельные частицы.
Труднопромывистые пески, содержашие большое количество глины ( более 20%), подвергаются двух и даже трехстадиальной дезинтеграции в скрубберах и промывке в моечных машинах с последующей классификацией и обесшламливанием в гидроциклонах.
Первичное обогащение россыпей на драгах проводят на винтовых сепараторах, на стационарных установках – также на конусных сепараторах, шлюзах, концентрационных столах и отсадочных машинах. Доводка ильменимтсодержащих гравитационных концентратов проводится на магнитных сепараторах с получением в магнитной фракции ильменитового концентрата.
Комплексные титано-цирконовые пески подвергаются доводке с использованием процессов магнитной , электрической сепарации и гравитации. Примером могут служить обогащение древней прибрежно-морской россыпи, содержащей до 20% глины и до 70% кварца. Минералы тяжелой фракции песков представлены ильменитом, рутилом, цирконом, дистеном, силлиманитом, ставролитом, а также хромитом и турмалином.
Дезинтеграция песков проовдится в две стадии: первая в барабанных скрубберах, вторая - в мечевых мойках. Обесшламливание осуществляется в гидроциклонах и струйных зумпфах. Мытые пески обогащаются в многоярусных конусных сепараторах, которые обладают высокой производительностью, простотой конструкции и возможностью осуществлять в одном сепарации несколько операций.
Доводка коллективного гравитационного концентрата проводится по схеме, представленной на рис.222.
Рис. 222. Принципиальная схема доводки коллективного гравитационного концентрата
В операции электрической сепарации, которая проводится на электрических сепараторах ПЭСС, где выделяется проводниковая фракция ( ильменит, рутил, циркон) и непроводниковая ( циркон, старолит, дистен, кварц . После электромагнитной сепарации проводников в магнитную фракцию выделяется ильменит, а в немагнитную – рутил. Непроводниковая фракция идет на электромагнитную сепарацию, где в магнитную фракцию выделяется недоизвлеченный ильменит и старолит, которые затем разделяются электросепарацией. Из немагнитной фракции на концентрационных столах выделяется цирконовый концентрат, в хвосты уходит дистен., который затем вместе с силлиманитом отделяется от кварца трибоэлектрической сепарацией.
Получаемый ильменитовый концентрат содержит до 65% TiO2, рутиловый – до 92..95% TiO2, цирконовый – 62…65% ZrO2. Дистен-силлиманитовый концентрат содержит 58% Al2O3, а ставролитовый – 48% Al2O3. Извлечение циркона и рутила составляет 90…91%, а ильменита – 85%.