Tính chất khoáng vật và cấu trúc khoáng vật
Các khoáng vật chứa titan chủ yếu bao gồm ilmenit, rutile, anatase, brookite, perovskit, sphene, titanomagnetit, v.v., trong đó ilmenit và rutile là hai khoáng vật chính được sử dụng để luyện titan.
Công thức phân tử của ilmenit là FeTiO3, về mặt lý thuyết chứa 52,66% TiO2 và 47,34% FeO. Đây là quặng màu xám thép đến đen, có độ cứng Mohs từ 5-6, mật độ 4,72 g/cm3, từ tính trung bình, dẫn điện tốt và thuộc loại thông thường. Về mặt định tính, nó có thể lẫn với magie và mangan, hoặc chứa các tạp chất hematit dạng vảy mịn.
Công thức phân tử của rutile là TiO2, chứa 60% Ti và 40% O. Đây là một khoáng chất màu nâu đỏ, thường chứa hỗn hợp sắt, niobi, crom, tantali, thiếc, v.v., có độ cứng Mohs là 6 và mật độ 4,2~4,3 g/cm3. Có từ tính, dẫn điện tốt, màu nâu sẫm khi hàm lượng sắt cao, rutile chủ yếu được tìm thấy trong các mỏ sa khoáng.
Lĩnh vực ứng dụng và chỉ số kỹ thuật
Rutile và ilmenite là những nguyên liệu chính để luyện kim loại titan, sản xuất titan dioxide, que hàn và chất trợ dung hàn.
Bảng 1. Các công dụng chính của rutile và ilmenit
Bảng 2. Tiêu chuẩn chất lượng quặng titan
Bảng 3. Tiêu chuẩn chất lượng của Rutile tự nhiên
Công nghệ xử lý
Thông thường, quặng ilmenit và rutile thường đi kèm với nhiều loại khoáng chất khác, chẳng hạn như magnetit, hematit, thạch anh, feldspar, amphibole, olivin, garnet, chromit, apatit, mica, pyroxen, v.v., thường được tuyển chọn bằng các phương pháp tuyển trọng lực, tuyển từ, tuyển điện và tuyển nổi.
Tuyển quặng bằng trọng lực
Phương pháp này thường được sử dụng để phân tách sơ bộ quặng sa khoáng chứa titan hoặc quặng nguyên sinh chứa titan đã được nghiền nhỏ. Mật độ của các khoáng chất chứa titan thường lớn hơn 4g/cm3. Do đó, hầu hết các tạp chất có mật độ nhỏ hơn 3g/cm3 có thể được loại bỏ bằng phương pháp tuyển trọng lực. Thiết bị tuyển trọng lực bao gồm máy sàng rung, máy tuyển xoắn ốc, máy lắc, máng trượt, v.v.
Tách từ tính
Phương pháp tách từ được sử dụng rộng rãi trong tuyển chọn khoáng chất chứa titan. Chúng ta có thể sử dụng tách từ yếu để tách magnetit, sau đó sử dụng tách từ mạnh để tách ilmenit có từ tính trung bình. Ví dụ, nếu quặng chứa nhiều oxit sắt hoặc silicat sắt, thì nên sử dụng phương pháp tách trọng lực để loại bỏ các tạp chất có trọng lượng riêng nhỏ. Trong công nghiệp, cả tách từ khô và tách từ ướt đều được sử dụng. Thiết bị tách từ chủ yếu bao gồm máy tách từ hình trụ, máy tách từ dạng tấm, máy tách từ gradient cao dạng vòng đứng, v.v.
máy tách từ trống
tấm từ cường độ cao, máy tách từ
Tuyển khoáng bằng phương pháp tĩnh điện
Phương pháp này chủ yếu sử dụng sự khác biệt về độ dẫn điện giữa các khoáng chất khác nhau trong quặng thô chứa titan để phân loại, ví dụ như tách rutile, zircon và monazite. Các loại máy phân tách điện được sử dụng bao gồm máy kiểu con lăn, máy kiểu tấm, máy kiểu sàng lọc, v.v.
Tuyển nổi
Quá trình tuyển nổi chủ yếu được sử dụng để tách quặng chứa titan dạng hạt mịn. Các chất tuyển nổi thường được sử dụng bao gồm axit sulfuric, dầu tall oil, axit oleic, dầu diesel và chất nhũ hóa. Các phương pháp làm giàu quặng bao gồm tuyển nổi thuận đối với titan và tuyển nổi nghịch đối với các khoáng chất tạp chất.
hưởng lợi chung
Đối với quặng sa khoáng có nhiều khoáng chất đi kèm, sự khác biệt về độ nhạy từ tính riêng, mật độ, độ dẫn điện và khả năng tuyển nổi giữa các khoáng chất có thể được sử dụng để tách chúng bằng quy trình kết hợp “từ tính, trọng lực, điện và tuyển nổi”. Ví dụ, cát phù sa ven biển chứa các khoáng chất như magnetit, ilmenit, rutile, cát zircon, monazit, cát biển, v.v. Đầu tiên, magnetit được tách bằng từ trường yếu, sau đó ilmenit được tách bằng vòng tuyển nổi thẳng đứng với cường độ từ trường trung bình. Vòng tuyển nổi thẳng đứng với cường độ từ trường cao sẽ loại bỏ các khoáng chất chứa sắt khác, sau đó các khoáng chất có trọng lượng riêng nhỏ hơn được tách bằng phương pháp tuyển trọng lực. Đối với cát biển, các khoáng chất nặng là rutile và cát zircon. Rutile có độ dẫn điện tốt hơn có thể được chọn lọc bằng phương pháp tuyển điện, để hoàn thành việc tách hiệu quả loại khoáng chất này.
bộ tách từ trường có độ dốc cao dạng vòng thẳng đứng
Trường hợp làm giàu
Trong các mỏ sa khoáng ở Indonesia có chứa magnetit, titanomagnetit, ilmenit, rutile, cát zircon, cát biển và một lượng nhỏ khoáng chất chứa sắt.，Trong đó, ilmenit, rutile và cát zircon là các khoáng chất mục tiêu chính, còn titanomagnetit, oxit sắt, silicat sắt và cát biển là các tạp chất. Các khoáng chất được tách và tuyển chọn bằng các phương pháp vật lý như tuyển từ và tuyển trọng lực. Tất cả các sản phẩm tinh quặng đều được tuyển chọn.
Kích thước hạt của cát phù sa đồng đều, kích thước hạt trung bình là 0,03 ~ 0,85 mm. Các sản phẩm tinh quặng đạt tiêu chuẩn như ilmenit, rutile và cát zircon được tách ra bằng quy trình tuyển khoáng kết hợp gồm tuyển từ yếu + tuyển từ trung bình + tuyển từ mạnh + tuyển trọng lực.
- Chỉ số làm giàu được thể hiện trong Bảng 4.
Hình 1. Quy trình thử nghiệm tuyển quặng kết hợp đối với quặng cát phù sa.
Bảng 4. Chỉ số kiểm tra tuyển khoáng chung
Dựa trên sự khác biệt về độ nhạy từ tính riêng và mật độ giữa các khoáng chất, thông qua quá trình kết hợp tách từ yếu + từ mạnh + trọng lực, đã chọn được quặng ilmenit với hiệu suất 25,37%, hàm lượng TiO2 46,39% và tỷ lệ thu hồi 60,83%; quặng rutile với hiệu suất 8,52%, hàm lượng TiO2 66,15% và tỷ lệ thu hồi 29,15%; quặng zircon sa khoáng với hiệu suất 40,15%, hàm lượng ZrO2 58,06% và tỷ lệ thu hồi 89,41%. Quặng sắt chứa nhiều titanomagnetit, do đó không thể chọn được sản phẩm quặng sắt đạt tiêu chuẩn.
Thời gian đăng bài: 20/03/2021