预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法及应用与流程

1.本发明涉及矿物测量技术领域，具体涉及一种预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法及应用。


背景技术：

2.在矿物加工领域，得到某一产品的重量与原矿重量的百分比，称为该产品的产率。现有产率的计算方法是在得到相关选矿产品后，通过计算得出精矿产率，而没有相关的方法可以根据磨矿产品的矿石性质对其产率进行预测。产率数据在实际生产中有很大的作用，尤其是针对磁选作业，它可以检验选矿流程是否合理，也是后续预测铁精矿品位和铁回收率的基础。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的目的之一在于提供一种预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法，解决了现有技术中没有根据钒钛磁铁矿矿石性质预测产率的方法。
5.本发明的目的之二在于提供一种预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法在预测钒钛磁铁矿选矿产率中的应用，为选矿流程的选择提供依据，并为铁品位和回收率的预测提供基础数据。
6.为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
7.本发明的第一方面提供了一种预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法，包括以下步骤：
8.步骤h：计算钒钛磁铁矿磨矿产品中磁铁矿矿物量q；
9.步骤i：统计磨矿产品制成的光片中单体、第一连生体和第二连生体的实测含量；
10.步骤j：在所述光片中统计第二连生体的分布含量；
11.步骤k：计算精矿的理论产率＝单体 第一连生体 进入精矿中的第二连生体的量。
12.可选地，所述第一连生体为磁铁矿与客晶的连生体；
13.所述第二连生体为磁铁矿与脉石的连生体。
14.可选地，所述客晶包括钛铁矿或镁铝尖晶石。所述磁铁矿与脉石的连生体包括磁铁矿与脉石矿物gw的连生体；
15.其中，w为大于等于1的整数。
16.可选地，所述第二连生体中按照磁铁矿与第二连生体的面积比划分为四个区间：》3/4、3/4-1/2、1/2-1/4和《1/4。
17.可选地，所述进入精矿中的第二连生体的量＝第二连生体实测含量》1/2的量。
18.可选地，所述精矿的理论产率γn＝γ
n-1
磁铁矿的量kn 客晶钛铁矿的量un 客晶镁铝尖晶石的量vn 进入精矿中的脉石的量g
wn
；
19.其中，γ1＝k1 u1 v1 g
w1
；
20.n的取值为1、2、3或4；w为大于等于1的整数。
21.可选地，还包括在步骤h之后和步骤k之前的统计矿物密度的步骤。
22.可选地，所述单体的实测含量为单体的解离度e；
23.所述第一连生体的实测含量为第一连生体的解离度f。
24.可选地，k1＝磁铁矿矿物量q
×
单体解离度e；
25.k2＝磁铁矿矿物量q
×
第一连生体的解离度f；
26.k3＝磁铁矿矿物量q
×
第二连生体分布含量》3/4的磁铁矿分布含量之和；k4＝磁铁矿矿物量q
×
第二连生体分布含量在3/4-1/2的磁铁矿分布含量之和。本发明的第二方面提供了第一方面所述的方法在预测钒钛磁铁矿选矿产率中的应用。
27.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
28.本发明提供的预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法，解决了现有技术只能根据相关选矿产品才能计算得到精矿产率，不能根据磨矿产品进行产率预测的技术问题。该方法通过对磨矿产品进行统计，对进入磁铁矿精矿中的单体、与客晶连生的钛铁矿和镁铝尖晶石、与磁铁矿连生的脉石矿物进行统计计算，得到了一种更加客观、准确、精细的产率预测方法，该方法得到的产率可以反映最终铁精矿的产率。
29.本发明提供的预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法在预测钒钛磁铁矿选矿产率中的应用，为后续选矿流程的设计、改造及精矿组成的选择提供参考数据，适合大规模推广使用。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为四分法划分第二连生体区间的示意图。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明实施例的组件可以以各种不同的配制来布置和设计。
33.在矿物加工领域，得到的某一产品的重量与原矿重量的百分比，称为该产品的产率。该方法可以用于实验室选矿试验时计算精矿产率，只需要将精矿样品烘干、称重，除以原矿重量，即可计算出精矿的产率。而大型磁选生产现场就无法使用上述方法计算磁选精矿产率，因为精矿的量太大，全部烘干、称重，成本太高且不易实现。此时可以通过分别对原矿、精矿和尾矿中铁含量进行化学分析，通过这三者的品位计算精矿产率，如下式(1)所示：
[0034][0035]
上述两种技术只能在得到相关选矿产品后，通过计算得出精矿产率，不能根据磨矿产品的矿石性质对其产率进行预测。产率数据在现场生产中有很大的作用，尤其是针对
磁选作业，它可以检验选矿流程是否合理，也是后续预测铁精矿品位和铁回收率的基础。
[0036]
现在技术中并没有根据磨矿产品的矿石性质对精矿产率进行预测的方法，尤其是针对钒钛磁铁型矿石。该类型矿石选矿回收的目的矿物为磁铁矿和钛铁矿，但磁铁矿本身含有一定量的钛、钒和镁等杂质元素，且其颗粒中存在较多的客晶，这些客晶矿物为钛铁矿、镁铝尖晶石、钛铁晶石，它们以片状、格状、粒状杂质矿物的形式存在于磁铁矿颗粒中，呈现固溶体分离结构，即使细磨也较难使其与磁铁矿很好的解离，会进入最终铁精矿而对铁精矿产率有较大影响。另外，对磨矿产品进行磁选时，会有部分未与磁铁矿单体解离的脉石矿物进入到精矿中，对精矿产率有较大的影响。钒钛磁铁矿型铁矿石中磁铁矿嵌布特征较为复杂，对该类型矿石进行最终精矿产率预测，不仅需要考虑磁铁矿中存在的杂质元素，而且必须考虑其矿物中存在的大量微粒客晶矿物，还要考虑随富连生体进入精矿的脉石矿物，而目前没有相关的技术方案可以预测钒钛磁铁矿型矿石最终精矿的产率。这就需要一种铁精矿产率的预测方法，可以根据钒钛磁铁矿磨矿产品的矿石性质，准确的预测出相应磨矿细度下磁选精矿的产率，为选矿流程选择提供依据，并为铁品位和回收率的预测提供基础数据。
[0037]
对钒钛磁铁矿磨矿产品进行磁选时，单体及富连生体磁铁矿(连生比例》1/2)更易于进入铁精矿，而贫连生体(连生比例《1/2)由于颗粒中脉石矿物占比较大，弱磁选时易损失于尾矿中，所以只需要预测由单体磁铁矿、富连生体磁铁矿及与其连生的脉石矿物三者组成的铁精矿产率即可。
[0038]
本发明的第一方面提供了一种预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法，包括以下步骤：
[0039]
步骤h：计算钒钛磁铁矿磨矿产品中磁铁矿矿物量q；
[0040]
步骤i：统计磨矿产品制成的光片中单体、第一连生体和第二连生体的实测含量；
[0041]
步骤j：在所述光片中统计第二连生体的分布含量；
[0042]
步骤k：计算精矿的理论产率＝单体 第一连生体 进入精矿中的第二连生体的量。
[0043]
本发明提供的预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法，解决了现有技术只能根据相关选矿产品才能计算得到精矿产率，不能根据磨矿产品进行产率预测的技术问题。该方法通过对磨矿产品进行统计，对进入磁铁矿精矿中的单体、与客晶连生的钛铁矿和镁铝尖晶石、与磁铁矿连生的脉石矿物进行统计计算，得到了一种更加客观、准确、精细的产率预测方法，该方法得到的产率可以反映最终铁精矿的产率。
[0044]
在本发明的一些实施方式中，步骤h通过对钒钛磁铁矿磨矿样品进行全元素化学分析，查明铁的赋存状态，对样品中铁的化学物相进行分析，根据化学分析、化学物相分析结果、磁铁矿电子探针分析数据，计算磁铁矿矿物量q。
[0045]
需要说明的是，本发明针对钒钛磁铁矿的磨矿特点，将精矿的组成分为单体和连生体。
[0046]
可选地，所述第一连生体为磁铁矿与客晶的连生体；
[0047]
所述第二连生体为磁铁矿与脉石的连生体。
[0048]
需要说明的是，第一连生体仅由磁铁矿与客晶构成；第二连生体包括磁铁矿和脉石，且磁铁矿中存在客晶。
[0049]
可选地，所述磁铁矿与客晶的连生体包括磁铁矿与钛铁矿的连生体和磁铁矿与镁铝尖晶石的连生体；
[0050]
所述磁铁矿与脉石的连生体包括磁铁矿与脉石矿物gw的连生体；
[0051]
其中，w为大于等于1的整数。
[0052]
还包括在步骤h之后和步骤k之前的统计矿物密度的步骤。
[0053]
所述的统计矿物密度的步骤是对磁铁矿、客晶中钛铁矿、客晶中镁铝尖晶石、脉石矿物gw的密度进行统计，统计方式典型但不限于通过系统矿物学等文献，查找各矿物的密度，结果如表1所示。
[0054]
表1各矿物密度
[0055]
矿物名称密度，g/cm3矿物名称密度，g/cm3磁铁矿ρg2矿物ρ2钛铁矿(客晶)ρug3矿物ρ3镁铝尖晶石(客晶)ρv…………
g1矿物ρ1gw矿物ρw[0056]
将磨矿产品制成环氧树脂光片，在显微镜或者扫描电镜下磨矿产品中磁铁矿的解离度进行系统的测定，将结果列于表2。
[0057]
表2磁铁矿解离特征数据
[0058][0059]
在本发明的一种优选实施方式中，所述第二连生体中按照磁铁矿与第二连生体的面积比划分为四个区间：＞3/4、3/4-1/21/2-1/4和＜1/4。图1为四分法划分第二连生体区间的示意图。
[0060]
表2中的e和f分别为单体和第一连生体的解离度。
[0061]
e为所有单体磁铁矿中磁铁矿的总面积与磨矿样品中总磁铁矿的面积比。
[0062]
f为所有第一连生体颗粒中磁体矿的总面积与磨矿样品中总磁铁矿的面积比。
[0063]
表2中的a1-a4、b1-b4、
…
、w1-w4分别为第二连生体g1、g2、
…
、gw在各区间的实测含量，其中实测含量为磁铁矿占所述第二连生体的面积比。
[0064]
需要说明的是，所述实测含量是指所述光片中，所述第二连生体中磁铁矿面积占所述第二连生体的面积的比值。
[0065]
在本发明的一种实施方式中，所述实测含量是先对光片中所有第二连生体颗粒划分区间进行统计，再对各区间所有的第二连生体颗粒总体计算得到的含量。
[0066]
也就是说，在磁铁矿与脉石矿物连生的颗粒中，计算磁铁矿面积与整个颗粒面积比，按其结果及与连生矿物(g1、g2、g3、g4
……
gw)的不同分别归类到》3/4，3/4～1/2，1/2～1/4和《1/4四个区间，最后统计各区间内磁铁矿面积和第二连生体颗粒总面积，即得该区间实测含量，如下式(2)所示。
[0067][0068]
可选地，所述第二连生体的分布含量是指第二连生体面积占磨矿样品中含磁铁矿颗粒总面积的比值。
[0069]
在本发明的一种实施方式中，所述分布含量是先对光片中所有第二连生体颗粒划分区间进行统计，再对各区间所有的第二连生体颗粒总体计算得到的含量，如下式(3)所示。
[0070][0071][0072]
表2中，分布含量a1为第二连生体中磁铁矿面积占第二连生体面积大于3/4的所有颗粒中，与g1矿物连生的磁铁矿面积占磨矿样品中总磁铁矿面积百分比，且这种颗粒的面积/整个颗粒的面积比大于3/4；a2、a3、a4类似于a1，只是与g1连生比例不同，做得一种归类、划分。b1～b4、c1～c4、d1～d4
…
w1～w4数据表达的意思与a1～a4类似，只是磁铁矿与不同脉石矿物(g2、g3、g4
…
gw)连生。
[0073]
在本发明的一些实施方式中，根据回收类别划分种类典型但不限于2、3、4、5、6、10或20种。
[0074]
需要说明的是，随着计算机测量的普及应用，把该方法编写成程序，实现自动测量，自动计算和自动预测。
[0075]
在本发明的一种优选实施方式中，还包括在步骤k之前的，对单体和第一连生体比例进行统计，结果如表3所示。
[0076]
表3第一连生体的磁铁矿面积比
[0077]
产品磁铁矿，％钛铁矿(客晶)，％镁铝尖晶石(客晶)，％原铁精矿xyz
[0078]
需要说明的是，上述表格中x、y、z的计算方法如式(4)-(6)所示。
[0079][0080][0081][0082]
根据生产实际情况，可将回收类别划分为以下6类：1-单体；2-与客晶的连生体；3-磁铁矿占第二连生体的面积比》3/4；4-磁铁矿占第二连生体的面积比3/4～1/2；5-磁铁矿占第二连生体的面积比1/2～1/4；6-磁铁矿占第二连生体的面积比《1/4。
[0083]
针对钒钛磁铁矿，本发明只预测前4类组成的精矿产率。
[0084]
k代表进入精矿的磁铁矿，u、v分别代表随磁铁矿进入精矿的钛铁矿(客晶)和镁铝尖晶石(客晶)，gw代表随磁铁矿进入精矿的脉石矿物的量gw，本发明可以预测其对应的产率。根据上述回收类别的差异，可以得到不同的再选精矿。
[0085]
磁铁矿的量k:
[0086]
k1＝q
×e[0087]
k2＝q
×f[0088]
k3＝q
×
a1 q
×
b1 q
×
c1 q
×
d1
…
[0089]
k4＝q
×
a2 q
×
b2 q
×
c2 q
×
d2
…
[0090]
式(7)
[0091]
磁铁矿中钛铁矿(客晶)的量u:
[0092][0093][0094][0095][0096]
磁铁矿中镁铝尖晶石(客晶)的量v:
[0097][0098]
[0099][0100][0101]
g1矿物的量g1:
[0102][0103][0104][0105][0106]
g2矿物的量g2:
[0107][0108][0109][0110][0111]
g3矿物的量g3:
[0112][0113][0114][0115][0116]
g4矿物的量g4:
[0117]
[0118][0119][0120][0121]
精矿理论产率γ:
[0122]
γ1＝k1 u1 v1 ∑gw1＝k1 u1 v1 g11 g21 g31 g41
……
gw1[0123]
γn＝γ
n-1
(kn un vn g1n g2n g3n g4n
……
gwn)(n≥2)
[0124]
式(14)
[0125]
n为1、2、3、4，代表4个回收类别，分别对应单体磁铁矿、第一连生体、磁铁矿含量大于3/4的第二连生体、磁铁矿含量大于1/2的第二连生体。
[0126]
本发明的第二方面提供了第一方面所述的方法在预测钒钛磁铁矿选矿产率中的应用。
[0127]
本发明提供的预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法在预测钒钛磁铁矿选矿产率中的应用，为后续选矿流程的设计、改造及精矿组成的选择提供参考数据，适合大规模推广使用。
[0128]
下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
[0129]
实施例
[0130]
本实施例对攀枝花白马地区某钒钛磁铁矿初步富集的原铁精矿产品进行了产率预测。具体包括如下步骤：
[0131]
步骤(1)：本样品中磁铁矿含有钛铁矿客晶和镁铝尖晶石客晶，杂质矿物为钛铁矿(客晶)、镁铝尖晶石(客晶)、钛铁矿、磁黄铁矿、镁铝尖晶石和脉石矿物(绿泥石、钙长石、透辉石等)。通过化学分析、化学物相分析、电子探针的数据，计算磁铁矿和脉石矿物的矿物量，其结果见表4。
[0132]
表4样品的矿物组成及相对含量
[0133]
矿物名称矿物量，％矿物名称矿物量，％磁铁矿(q)74.87钙长石2.16绿泥石2.35透辉石2.11
ꢀꢀ…………
[0134]
步骤(2)：通过系统矿物学等资料，查找样品中各主要矿物的密度。由于产品中脉石矿物种类较多，且其在磁选过程中的走向一致，为方便统计和计算，将这些脉石矿物当作综合脉石进行统计，加权平均计算脉石综合密度，结果见表5。
[0135]
表5样品中各矿物的密度
[0136]
矿物名称密度，g/cm3矿物名称密度，g/cm3磁铁矿(ρ)6.00综合脉石(g1)(ρ1)3.03绿泥石2.95钛铁矿(g2)(ρu，ρ2)4.70透辉石3.39磁黄铁矿(g3)(ρ3)4.65
钙长石2.61镁铝尖晶石(g4)(ρv，ρ4)3.60
…………
[0137]
步骤(3)：该磨矿产品的磨矿细度为-0.074mm占65％，磁铁矿的解离度按照四分法测定，其结果见表6。连生颗粒中磁铁矿与客晶的面积占比见表7。
[0138]
表6样品中磁铁矿的解离特征
[0139][0140]
表7磁铁矿与客晶的面积比
[0141]
产品磁铁矿％钛铁矿(客晶)％镁铝尖晶石(客晶)％原铁精矿(x)83.08(y)14.80(z)2.12
[0142]
步骤(4)：根据式(7)-(14)预测出各回收类别的最终产率，结果见表8。
[0143]
磁铁矿的量k：
[0144]
k1＝q
×e[0145]
k2＝q
×f[0146]
k3＝q
×
a1 q
×
b1 q
×
c1 q
×
d1
…
＝q
×
(a1 b1 c1 d1
…
)
[0147]
k4＝q
×
a2 q
×
b2 q
×
c2 q
×
d2
…
＝q
×
(a2 b2 c2 d2
…
)
[0148]
磁铁矿中钛铁矿(客晶)的量u：
[0149][0150]
[0151][0152][0153]
磁铁矿中镁铝尖晶石(客晶)的量v:
[0154][0155][0156][0157][0158]
g1矿物的量g1:
[0159][0160][0161][0162][0163]
g2矿物的量g2:
[0164][0165][0166][0167][0168]
g3矿物的量g3:
[0169][0170][0171]
[0172][0173]
g4矿物的量g4:
[0174][0175][0176][0177][0178]
精矿理论产率γ:
[0179]
γ1＝k1 u1 v1 g11 g21 g31 g41＝q
×
e k1×
0 k1×
0 k1×
0 k1
×
0 k1
×
0 k1
×
0＝74.87
×
9.13/100＝6.84
[0180][0181][0182]
[0183][0184]
表8原铁精矿再选精矿理论指标计算结果
[0185]
不同回收类别产率，％16.841 26.84 65.94＝72.781 2 36.84 65.94 12.24＝85.021 2 3 46.84 65.94 12.24 5.81＝90.83
[0186]
根据本发明计算出的产率，当回收类别为单体、富连生体磁铁矿及与其连生的杂质矿物，最终精矿的预测产率为90.83％。
[0187]
验证例
[0188]
对实施例中原铁精矿产品进行选矿，使用的是与实施例同一批次的原铁精矿产品。选矿实验显示：通过磁选，可得最终铁精矿，将精矿和尾矿烘干，称重分别可得精矿重量、尾矿重量、原矿重量(精矿 尾矿)，根据精矿产率＝精矿重量/原矿重量
×
100％，本次选矿所得最终精矿产率为92.47％。
[0189]
从实施例和验证例可以看出，验证例得到的精矿产率比实施例预测的最终精矿产率高，通过对实际精矿产品检查可知，部分贫连生体磁铁矿进入到最终精矿中，造成最终精矿产率高于预测数据，倒推到选矿流程，则是磁选场强过高，导致部分贫连生体磁铁矿进入最终精矿，进而影响最终精矿品位的提高。在后续选矿阶段，需要降低磁选场强。同时可以看出本发明提供的预测钒钛磁铁矿选矿产率的方法为后续选矿流程的设计、改造及精矿组成的选择提供参考数据，适合大规模推广使用。
[0190]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。