張禮，王長(zhǎng)福

1. 河北省非煤礦山發(fā)展中心，河北 石家莊 075399；

2. 長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410012

0 引言

釩鈦磁鐵礦是一種含有鐵、釩、鈦金屬的復(fù)合型礦產(chǎn)資源，其中鐵是鋼鐵冶煉必不可少的原料，釩被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的味精”，鈦則被譽(yù)為“太空金屬”[1-3]。釩鈦磁鐵礦是世界公認(rèn)的戰(zhàn)略性資源，廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍事、冶金化工、航空航天、電子技術(shù)和材料科學(xué)等領(lǐng)域[4-6]。在全球許多國(guó)家均發(fā)現(xiàn)有釩鈦磁鐵礦資源，其主要分布于南非、俄羅斯、中國(guó)、加拿大、新西蘭、澳大利亞等國(guó)家[7-8]。我國(guó)也是釩鈦磁鐵礦資源較為豐富的國(guó)家，儲(chǔ)量位居世界第三位，主要位于四川攀西、河北承德、山西代縣、陜西漢中等地區(qū)，其中四川攀枝花西昌地區(qū)探明的釩鈦磁鐵礦資源儲(chǔ)量就達(dá)百億噸，為我國(guó)主要的釩鈦磁鐵礦成礦帶[9-11]。

在釩鈦磁鐵礦中，鐵、鈦元素緊密共生，且大部分釩以類質(zhì)同象形式賦存于磁鐵礦中。釩鈦磁鐵礦礦石中化學(xué)元素組分繁多，礦物成分復(fù)雜，礦物之間的嵌布關(guān)系也較為復(fù)雜，礦石構(gòu)造與礦物結(jié)構(gòu)多樣化。釩鈦磁鐵礦中的主要礦物組成有鈦鐵礦、磁鐵礦和硅酸鹽（輝石、長(zhǎng)石、角閃石）[12]。釩鈦磁鐵礦不僅是鐵、釩和鈦金屬的重要載體，通常伴生有磷、銅、鈷、鎳、鉻、鈧和鉑族元素等金屬元素，綜合回收利用價(jià)值非常高[13-15]。因此，對(duì)釩鈦磁鐵礦的分選技術(shù)及綜合利用一直是國(guó)內(nèi)外科技工作者研究的熱點(diǎn)。本文主要介紹了我國(guó)釩鈦磁鐵礦資源分選技術(shù)及綜合利用研究進(jìn)展。

1 選礦技術(shù)

1.1 預(yù)拋尾技術(shù)

隨著釩鈦磁鐵礦資源不斷的開(kāi)發(fā)與利用，高品位易選的富礦資源越來(lái)越少，為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，越來(lái)越多的貧釩鈦磁鐵礦資源正在投入開(kāi)發(fā)利用。然而，大量含有圍巖的貧礦資源直接進(jìn)入磨礦處理，勢(shì)必會(huì)造成精礦質(zhì)量下降。如果在進(jìn)入磨礦前設(shè)置預(yù)先拋尾作業(yè)，將部分低品位釩鈦磁鐵礦脈石拋出丟棄，不僅能減少磨礦處理量，提高原料入磨品位，還能降低生產(chǎn)能耗，減少尾礦的處理費(fèi)用，也符合選礦行業(yè)“多碎少磨、能拋早拋”的環(huán)保節(jié)能理念，最大限度地提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)貧釩鈦磁鐵礦的預(yù)先拋尾，國(guó)內(nèi)外也做了大量的相關(guān)研究工作，按照預(yù)先拋尾的方式主要有干式磁選拋尾、濕式磁選拋尾、干式-濕式聯(lián)合磁選拋尾、光電智能分選拋尾等。

薛忠言等[16]對(duì)重鋼西昌礦業(yè)低品位的釩鈦磁鐵礦分別對(duì)比了干式磁滑輪拋尾、粉礦干式拋尾和粗粒濕式磁選拋尾三種預(yù)選拋尾工藝，并結(jié)合現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的選礦工藝流程，提出了高壓輥磨超細(xì)碎+粗粒濕式磁選拋尾的新工藝，礦石入選品位可提高8～12 百分點(diǎn)，鐵回收率可達(dá)60%～70%，為后續(xù)工業(yè)設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。賈雪梅等[17]采用重磁拉磁選機(jī)（ZCLA）的粗粒拋尾技術(shù)對(duì)某釩鈦磁鐵礦進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，采用ZCLA 粗粒拋尾新技術(shù)，原礦拋尾率達(dá)36.36%，拋出的尾礦TiO2品位僅為1.62%，減少了超過(guò)1/3 的入磨量，與傳統(tǒng)的筒式弱磁選粗粒拋尾工藝相比，尾礦TiO2品位大幅降低，而且流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本更低。王建平[18]采用ZCLA 粗粒預(yù)拋尾設(shè)備對(duì)四川攀枝花釩鈦磁鐵礦進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，精礦中TFe 品位可提高2.9 百分點(diǎn)，拋尾產(chǎn)率為12.99%，尾礦TFe 品位10.08%、TiO2品位4.62%、mFe 含量?jī)H0.64%，尾礦可作為廢石直接進(jìn)入尾礦庫(kù)，此工藝為攀枝花低品位釩鈦磁鐵礦及表外礦的利用提供了新途徑。胡永會(huì)[19]采用大塊干式磁選技術(shù)對(duì)攀西釩鈦磁鐵（攀枝花、白馬、紅格、太和四大礦區(qū)選廠）的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了分析和探討，認(rèn)為大塊干式磁選技術(shù)在降低采礦貧化率、提高礦石回采率方面效果非常顯著。成磊等人[20]將NLCT 系列外磁式磁選機(jī)應(yīng)用于四川某釩鈦磁鐵礦預(yù)選拋尾，分別對(duì)白草鐵礦-18 mm 粒級(jí)釩鈦磁鐵礦和密地選礦廠一段分級(jí)系統(tǒng)沉砂進(jìn)行拋尾實(shí)驗(yàn)研究，拋尾產(chǎn)率可達(dá)9%～28%，大幅度降低了磨礦成本，提高了入選礦石鐵品位。

傳統(tǒng)干式磁選拋廢一般用于大塊礦石干選和較粗顆粒礦物強(qiáng)磁性分選，采用的設(shè)備主要為磁滑輪和重磁拉選礦機(jī)，該工藝可以提前將大塊或粗顆粒的廢石拋除，降低設(shè)備能耗，但對(duì)于嵌布粒度較細(xì)的有用礦物不太適應(yīng)；而濕式磁選拋尾主要用于細(xì)顆粒磁性礦物的選別，一般采用濕式磁選機(jī)和高梯度磁選機(jī)，但需要預(yù)先進(jìn)行磨礦實(shí)現(xiàn)單體解離，碎磨能耗較大，另外其使用的設(shè)備處理能力也有限；干式-濕式聯(lián)合磁選拋尾工藝主要針對(duì)有用礦物粗細(xì)嵌布不均勻的釩鈦磁鐵礦石。值得注意的是，近年來(lái)隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿高新技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的普遍應(yīng)用，以透射技術(shù)為主的X 射線智能分選在選礦領(lǐng)域也得到了較好的工業(yè)實(shí)踐，尤其在有色金屬和煤炭領(lǐng)域得到了快速發(fā)展和應(yīng)用[21]。目前，X 射線預(yù)先拋尾技術(shù)在鐵礦石行業(yè)也逐漸開(kāi)始推廣和應(yīng)用，該分選技術(shù)在釩鈦磁鐵礦領(lǐng)域應(yīng)用尚未報(bào)道，但隨著成像技術(shù)和輻射技術(shù)的不斷更新發(fā)展，其在釩鈦磁鐵礦領(lǐng)域的預(yù)選拋廢具有很大的應(yīng)用前景，是預(yù)拋尾技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向[21]。

1.2 選礦技術(shù)

釩鈦磁鐵礦中主要的有價(jià)礦物為鈦鐵礦、鈦磁鐵礦和磁鐵礦，釩一般以類質(zhì)同象的形式分布于（鈦）磁鐵礦中，有些礦石還含有一定量的硫化物，主要的脈石礦物為含鈣和鎂的復(fù)合硅酸鹽礦物。由于釩鈦磁鐵礦資源礦石性質(zhì)復(fù)雜，可綜合回收的有價(jià)元素多，其選礦工藝技術(shù)和流程也較為復(fù)雜。根據(jù)釩鈦磁鐵礦的工藝礦物學(xué)特性，一般針對(duì)礦石中的（鈦）磁鐵礦、鈦鐵礦和硫化物等三種主要礦物進(jìn)行分選。近年來(lái)，隨著釩鈦磁鐵礦冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其選礦方法和工藝技術(shù)也得到了一定的發(fā)展[2,22-23]。釩鈦磁鐵礦選礦富集的主要方法有磁選、重選、電選、浮選以及多種選礦方式聯(lián)合分選，具體的選礦工藝需根據(jù)礦物的磁性粒度、密度、導(dǎo)電性、可浮性等特征而確定。一般來(lái)說(shuō)，釩鈦磁鐵礦礦石碎磨至一定細(xì)度，通過(guò)強(qiáng)磁選首先得到釩鈦磁鐵礦精礦，這部分精礦是以磁鐵礦或鈦磁鐵礦礦物為主，然后再?gòu)拇胚x尾礦中利用浮選、強(qiáng)磁選-浮選、重選-電選、強(qiáng)磁選-電選等方法獲得鈦鐵礦精礦，選鈦的過(guò)程中硫化物可通過(guò)浮選法進(jìn)行回收[24-26]。物理分選（重選、磁選和電選）主要回收粗粒級(jí)的鈦鐵礦，對(duì)微細(xì)粒鈦鐵礦的回收率有限。微細(xì)粒鈦鐵礦的富集回收一般采用浮選法，而浮選藥劑是微細(xì)粒鈦鐵礦浮選回收的核心因素。鈦鐵礦的浮選藥劑主要有調(diào)整劑、抑制劑和捕收劑，而捕收劑的浮選能力和選擇性是鈦鐵礦回收的關(guān)鍵技術(shù)之一，鈦鐵礦常用的捕收劑主要有脂肪酸類、羥肟酸類、膦酸類、砷酸類以及復(fù)合類捕收劑。

周政等人[27]對(duì)四川攀枝花紅格某釩鈦磁鐵礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)礦石中橄欖石及其蝕變礦物的含量較高，礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜且礦物的嵌布粒度不均，選礦難度很大，確定采用“原礦粗粒拋尾-階磨階選（選鐵）-強(qiáng)磁預(yù)選-浮選（選鈷、鈦）”的選礦工藝流程，最終獲得TFe 品位56.23%和TFe 回收率64.94%的鐵精礦，以及TiO2品位46.38%和TiO2回收率20.13%的鈦精礦。安登氣[28]開(kāi)展了陜西某低品位釩鈦磁鐵礦資源綜合利用新工藝研究，采用粗粒濕式拋尾和弱磁選工藝回收釩鈦磁鐵礦、強(qiáng)磁選-重選工藝回收鈦鐵礦，實(shí)現(xiàn)了鐵、鈦和釩資源的綜合回收，釩鈦磁鐵礦精礦TFe 品位可達(dá)60%，V2O5品位可達(dá)0.89%，磁性鐵回收率達(dá)到了98%，鈦鐵礦精礦回收率為84.09%以上，開(kāi)創(chuàng)了釩鈦鐵資源綜合回收的新工藝。李金林等[29]開(kāi)展了攀西某低品位釩鈦磁鐵礦資源的選礦工藝回收實(shí)驗(yàn)研究，采用“預(yù)先拋尾+兩段階磨階選”工藝回收鈦磁鐵礦，可獲得TFe 品位55.34%和回收率51.27%的鐵精礦，對(duì)選鐵的尾礦進(jìn)行鈦的回收，經(jīng)兩段除鐵強(qiáng)磁流程可將TiO2品位由9.38%提升至21.58%，進(jìn)一步通過(guò)“浮硫+脫泥+一粗三精浮選”的工藝提高TiO2的品位，獲得了TiO2品位47.45%、TiO2回收率47.87%的鈦精礦。陳碧等人[30]對(duì)四川白馬表外礦開(kāi)展選礦工藝實(shí)驗(yàn)研究，礦石主要為海綿隕體、稀疏浸染狀及星散浸染狀等構(gòu)造，鐵、鈦氧化物嵌布粒度相對(duì)較細(xì)且含量較少，實(shí)驗(yàn)將干式拋尾與濕式拋尾有機(jī)結(jié)合，采用兩級(jí)拋尾-階較磨礦階較選礦的選鐵工藝流程，選鈦則采用重選-磁選-浮選聯(lián)合工藝，實(shí)驗(yàn)最終獲得了TFe 品位55.52%、TFe 回收率53.79%和TiO2品位9.83%、V2O5品位0.775%的高鐵高釩低鈦的鐵精礦，產(chǎn)率0.98%（相對(duì)選鐵尾礦）、TiO2品位47.03%和TiO2回收率13.41%的鈦精礦。

釩鈦磁鐵礦的分選技術(shù)包括預(yù)先拋尾技術(shù)和傳統(tǒng)選礦技術(shù)，預(yù)先拋尾的方式主要有干式磁選拋尾、濕式磁選拋尾、干式-濕式聯(lián)合磁選拋尾、光電智能分選拋尾等，傳統(tǒng)選礦技術(shù)主要包括了重選、磁選、電選、浮選以及多種選礦方式聯(lián)合分選。由于釩鈦磁鐵礦礦石性質(zhì)復(fù)雜，礦物的嵌布粒度通常粗細(xì)不均勻，分粒度級(jí)別入選、預(yù)先拋尾以及多種選礦方法聯(lián)合使用是較為常用的選礦回收工藝。值得注意的是，浮選工藝主要用于釩鈦磁鐵礦石中微細(xì)粒鈦鐵礦的再回收，而浮選藥劑在鈦鐵礦浮選分離中起著至關(guān)重要的作用。目前，微細(xì)粒鈦鐵礦的浮選仍以傳統(tǒng)捕收劑為主，效果不顯著，隨著鈦鐵礦礦石性質(zhì)的日趨復(fù)雜，選別難度逐漸增大，傳統(tǒng)的浮選捕收劑已不能滿足生產(chǎn)需求，新型環(huán)保、廉價(jià)以及兼具捕收能力和選擇性的捕收劑分子設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)是未來(lái)微細(xì)粒鈦鐵礦選礦回收的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。此外，金屬離子（Pb2+、Cu2+、Fe3+等）的引入可提高鈦鐵礦表面活性位點(diǎn)或組分的相對(duì)含量，從而起到活化作用，并提高鈦鐵礦的可浮性。另一方面，表面改性可增加鈦鐵礦和脈石礦物之間的表面性質(zhì)差異，是鈦鐵礦高效浮選分離的重要因素，有研究指出可通過(guò)表面溶解、微波處理、氧化劑改性等手段來(lái)達(dá)到目的，這也是未來(lái)鈦鐵礦浮選回收的一個(gè)新的發(fā)展方向。

2 釩鈦磁鐵礦精礦綜合利用研究

釩鈦磁鐵礦原礦經(jīng)過(guò)磨礦、選礦等工序后得到釩鈦磁鐵礦精礦，主要回收的有價(jià)元素為鐵、釩和鈦。因此，釩鈦磁鐵礦精礦的綜合利用主要為鐵、釩和鈦元素的提取和綜合利用分離。關(guān)于釩鈦磁鐵礦精礦的綜合利用，國(guó)內(nèi)外研究工作者開(kāi)展了大量的研究工作，鈦磁鐵精礦一般采用高爐法和非高爐法來(lái)處理，其中非高爐法包括預(yù)還原-電爐法、直接還原-磨選法等[31-35]。

2.1 高爐法

高爐法是目前我國(guó)釩鈦磁鐵礦精礦處理使用最普遍和最成熟的方法，首先將精礦進(jìn)行球團(tuán)造塊，經(jīng)高爐冶煉后得到含釩鐵水和鈦渣，含釩鐵水則經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉得半鋼和釩渣，半鋼進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煉鋼得到鋼材，釩渣則進(jìn)行濕法處理得到釩產(chǎn)品，高爐法的主要工藝流程如圖1 所示[36-37]。產(chǎn)地不同的釩鈦磁鐵礦性質(zhì)也有所不同，經(jīng)過(guò)高爐工藝得到的高爐渣中TiO2的品位也不同，根據(jù)TiO2不同的品位，可將高爐鈦渣分為高鈦型、中鈦型和低鈦型。

圖1 高爐法工藝流程Fig. 1 Flowsheet of blast furnace process

高爐法工藝能較好地實(shí)現(xiàn)釩鈦磁鐵礦精礦中鐵和釩的回收，但高爐冶煉過(guò)程，精礦中的鈦會(huì)以TiO2的形式進(jìn)入高爐渣，且這部分的TiO2含量一般在25%以下，含量低，礦相較為復(fù)雜，大都以玻璃相存在，致使這部分鈦難以得到有效回收。隨著科技水平的不斷提升，高爐冶煉技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善，四川攀鋼集團(tuán)利用現(xiàn)有高爐工藝處理釩鈦磁鐵礦資源，逐步形成了具有自身特色的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉技術(shù)。很多學(xué)者針對(duì)攀鋼含鈦高爐渣的利用進(jìn)行了大量研究工作，有一定的進(jìn)步和突破，但在短期內(nèi)還是無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高效利用。高爐法回收鐵和釩元素效果顯著，而對(duì)鈦的回收得不到有效提升。此外，高爐法工藝還存在流程長(zhǎng)、投資大、消耗高、污染大等問(wèn)題。如果從資源的綠色開(kāi)發(fā)角度出發(fā)，高爐法不適合釩鈦磁鐵礦精礦綜合利用與綠色提取的發(fā)展方向。

2.2 預(yù)還原-電爐法

預(yù)還原-電爐法是指先將釩鈦磁鐵礦精礦造球再進(jìn)行預(yù)還原、電爐冶煉的過(guò)程，其主要工藝流程如圖2 所示。具體過(guò)程為：將釩鈦磁鐵礦精礦和煤粉按一定比例混勻造球，再通過(guò)還原爐設(shè)備進(jìn)行還原得到金屬化的球團(tuán)，球團(tuán)在電爐內(nèi)進(jìn)行深還原，釩進(jìn)入鐵水，鈦則留在渣相中，分別獲得含釩鐵水和富鈦爐渣，含釩鐵水可進(jìn)一步冶煉形成鋼水，富鈦爐渣通過(guò)濕法工藝提取鈦元素[38-39]。

圖2 預(yù)還原—電爐工藝流程Fig. 2 Flowsheet of pre-reduction-electric furnace process

劉功國(guó)[40]開(kāi)展了攀西某釩鈦磁鐵礦綜合利用實(shí)驗(yàn)研究，提出了“轉(zhuǎn)底爐直接還原-電爐深還原-含釩鐵水提釩-含鈦爐渣提鈦”的技術(shù)工藝，解決了釩鈦磁鐵礦直接還原金屬化率低、高硅鐵水提釩、高鎂鋁含鈦爐渣提鈦、電爐深還原釩還原率低等技術(shù)瓶頸，最終獲得了直接還原金屬化率大于90%、電爐深還原釩還原率大于80%、釩渣提釩釩回收率大于65%、鈦渣提鈦鈦回收率大于75%的優(yōu)良指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了釩鈦磁鐵礦中鐵、釩、鈦的綜合利用。儲(chǔ)滿生等[41]基于氣基豎爐直接還原的優(yōu)越性，研發(fā)了高鉻型釩鈦磁鐵礦氧化造塊-氣基豎爐直接還原-熔分新工藝，以煤為還原劑的一步法還原釩鈦磁鐵礦精礦，在合適條件下所得的Fe、V、Cr、Ti 回收率分別約為99%、98%、95%和95%，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)組元的高效分離，是高鉻型釩鈦礦高效低碳綜合利用的首選技術(shù)之一，為攀枝花釩鈦礦的綜合利用提供了依據(jù)。師學(xué)峰等[42]對(duì)某釩鈦磁鐵礦進(jìn)行了氣基豎爐直接還原實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果顯示，在適宜的還原溫度、時(shí)間、氣氛以及氣體流量下，可獲得釩鈦磁鐵礦還原率為96.72%、金屬化率為92.05%的優(yōu)良結(jié)果，采用該工藝能夠?qū)⑩C鈦磁鐵礦中的鐵氧化物還原為金屬鐵，實(shí)現(xiàn)了鐵的有效富集。

與高爐法工藝相比，預(yù)還原-電爐法的加熱和還原過(guò)程是分開(kāi)進(jìn)行的，而在高爐法工藝中，其還原和加熱過(guò)程需同時(shí)進(jìn)行，且需要加入焦炭進(jìn)行還原，因此，預(yù)還原-電爐法降低了生產(chǎn)過(guò)程的難度，具有生產(chǎn)難度低、工藝流程短、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)。另外，預(yù)還原-電爐法在產(chǎn)品質(zhì)量和品種開(kāi)發(fā)方面也優(yōu)于高爐法，電爐法鈦渣的TiO2品位可達(dá)50%，可作為硫酸法生產(chǎn)鈦白的原料，而高爐法的鈦渣TiO2品位一般小于25%，難以對(duì)其進(jìn)行綜合利用。因此，無(wú)論是從工藝和能耗，還是從環(huán)境保護(hù)及冶煉難度方面來(lái)看，預(yù)還原—電爐法均優(yōu)于高爐法。

2.3 直接還原-細(xì)磨-磁選法

直接還原-細(xì)磨-磁選法是根據(jù)精礦中鐵、鈦、釩氧化物還原性差異的特點(diǎn)，將釩鈦磁鐵精礦、還原劑及添加劑混合在一起制成球團(tuán)，在低于礦石熔化溫度的條件下，選擇性地將礦石中的鐵氧化物還原為鐵單質(zhì)，并控制還原條件使金屬鐵顆粒長(zhǎng)大到一定粒度，釩和鈦金屬則仍以氧化物的形式存在，經(jīng)過(guò)破碎與磨礦單體解離后進(jìn)入磁選，從而得到高品位的鐵精礦（磁選精礦）和富釩鈦料（磁選尾礦），最后對(duì)富釩鈦料進(jìn)行釩和鈦的提取，工藝流程如圖3 所示[43-44]。

圖3 直接還原-細(xì)磨-磁選法工藝流程Fig. 3 Flowsheet of direct reduction-grinding-magnetic separation process

目前，直接還原-細(xì)磨-磁選法也是很多研究學(xué)者比較關(guān)注的工藝流程。朱德慶等[45]對(duì)攀西地區(qū)太和鐵礦所產(chǎn)的釩鈦磁鐵精礦進(jìn)行鐵釩鈦綜合利用研究，實(shí)驗(yàn)采用冷固球團(tuán)直接還原-磨礦-磁選的工藝成功實(shí)現(xiàn)了鐵、釩、鈦的有效分離，經(jīng)過(guò)還原后磁選，可獲得TFe 品位為91.25%的鐵精礦、TiO2品位為45.74%的鈦精礦，鐵回收率可達(dá)92.24%、釩和鈦的回收率均大于80%，可作提釩鈦的優(yōu)質(zhì)原料或直接作為鈦精礦產(chǎn)品。都興紅等[46]對(duì)釩鈦磁鐵礦的固態(tài)還原進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在磨礦粒度控制在75～150 μm、配炭量1∶1 以及還原溫度為1 100 ℃的最佳條件下，鐵的金屬化率和渣中鈦的含量分別在80%和36%以上。Sui 等[47]采用氣相還原焙燒—磁選工藝從釩鈦磁鐵礦中分離回收鐵和鈦，在還原溫度1 050 ℃、還原時(shí)間120 min、氣體組成P(H2)/P(H2+CO)=0.72 條件下，獲得了TFe 品位84.5%、TFe 回收率為93.67%的磁性產(chǎn)物和TiO2含量43.46%、TiO2回收率為67.12%的非磁性產(chǎn)物。隨著H2/（H2+CO）氣氛的增加，鐵鈦分離效率越來(lái)越明顯。相關(guān)的機(jī)理研究結(jié)果證實(shí)，H2在還原釩鈦磁鐵礦上比CO 具有更強(qiáng)的能力，而CO 在促進(jìn)金屬鐵顆粒的生長(zhǎng)方面發(fā)揮了更好的作用，這對(duì)鐵鈦分離至關(guān)重要。

釩鈦磁鐵礦精礦綜合利用方法分為高爐法和非高爐法，高爐法是通過(guò)高爐冶煉結(jié)合轉(zhuǎn)爐工藝來(lái)提釩，以實(shí)現(xiàn)鐵、釩和鈦資源的分離提取，高爐法工藝成熟且生產(chǎn)規(guī)模大，其仍是我國(guó)釩鈦磁鐵礦綜合利用主導(dǎo)工藝，但該方法只能回收鐵和釩，對(duì)鈦資源得不到較好的回收利用，鈦資源回收利用率較低。此外，高爐法還存在工藝冗長(zhǎng)、能耗高、環(huán)境污染大等問(wèn)題，從礦產(chǎn)資源利用和可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，高爐法工藝并不適宜作為釩鈦磁鐵精礦綜合利用的發(fā)展方向。非高爐法主要包括預(yù)還原-電爐法、直接還原-細(xì)磨-磁選法等，其中預(yù)還原-電爐法對(duì)鈦回收率較高，其深還原工序有利于鐵、釩、鈦綜合回收，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)燒結(jié)、煉焦等工序，具有工藝流程短、環(huán)境污染小、生產(chǎn)能耗低等優(yōu)勢(shì)，且在國(guó)外已有應(yīng)用，但該工藝原料為高質(zhì)量球團(tuán)礦和天然氣，受到天然氣資源的嚴(yán)格限制。直接還原-細(xì)磨-磁選法具有工藝流程短、生產(chǎn)能耗低、金屬回收率高等優(yōu)勢(shì)，但該工藝生產(chǎn)裝置規(guī)模小、技術(shù)尚不成熟，對(duì)鐵晶粒粒徑和金屬化率要求較為嚴(yán)格，金屬化率一般要求大于90%；釩鈦磁鐵礦較難還原，通常需要加入鈉鹽來(lái)強(qiáng)化還原過(guò)程，而加入鈉鹽會(huì)引起設(shè)備腐蝕、結(jié)瘤等問(wèn)題。雖然非高爐法冶煉工藝研究較多，但在目前的經(jīng)濟(jì)環(huán)保前提下難以實(shí)現(xiàn)釩、鈦資源的高效回收。因此，新型高效、節(jié)能和環(huán)保的冶煉工藝是未來(lái)我國(guó)釩鈦磁鐵礦精礦綜合利用應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)的方向，如煤制氣-豎爐直接還原工藝、HIsmelt 熔融還原工藝等。

3 釩鈦磁鐵礦尾礦綜合利用研究進(jìn)展

釩鈦磁鐵礦原礦主要是采用重選、磁選、浮選等傳統(tǒng)物理選礦方法獲得釩鈦磁鐵礦精礦產(chǎn)品，精礦則進(jìn)一步進(jìn)入冶金工藝提取有價(jià)元素。釩鈦磁鐵礦礦石經(jīng)物理分選后會(huì)產(chǎn)生大量的尾礦，這部分尾礦不僅可能含有未被完全回收的Fe、V 和Ti 元素，還含有其他有價(jià)組分，比如P、Cu、Co、Vi、Au、Ag、Ga、Sc 等元素，綜合回收價(jià)值高。根據(jù)礦石性質(zhì)的不同，釩鈦磁鐵礦尾礦綜合利用的方法主要分為有價(jià)金屬再回收和固廢資源化，有價(jià)金屬再回收和原礦的選礦利用相似，其主要采用物理分選、化學(xué)分選、聯(lián)合分選等工藝對(duì)尾礦中有價(jià)元素進(jìn)一步選礦回收；而固廢資源化則主要是將尾礦制備建筑材料，不僅能消納和減少大量尾礦，還可有效解決尾礦的堆存問(wèn)題，節(jié)約尾礦庫(kù)容。

3.1 有價(jià)金屬的再回收

釩鈦磁鐵礦尾礦經(jīng)過(guò)預(yù)先選礦富集回收后，尾礦中的Fe、V、Ti、Cu、Vi、Co、P 等元素仍具有一定的價(jià)值，基于尾礦中有價(jià)元素賦存狀態(tài)、物理性質(zhì)等特點(diǎn)，可通過(guò)物理、化學(xué)或者選冶聯(lián)合方法實(shí)現(xiàn)再回收利用。因此，釩鈦磁鐵礦尾礦有價(jià)元素的回收可分為Fe、V、Ti 元素的再回收，磷資源的回收和Cu、Ni、Co及（?。┵F金屬元素的綜合回收。就元素的賦存狀態(tài)而言，釩鈦磁鐵礦尾礦中的Fe、V、Ti 元素主要仍以鈦鐵礦、鈦磁鐵礦和磁鐵礦礦物形式存在，伴生的磷元素一般以磷灰石礦物形式存在，而Cu、Ni 和Co 在礦石中一般是以硫化物的形成存在，貴金屬一般賦存于硫化物當(dāng)中并隨其一并回收，伴生的稀散金屬鎵在多種礦物均有分布，主要賦存于磁鐵礦中，但其提取利用一般是在冶金產(chǎn)物的精釩渣和提釩尾渣中，且提取的工藝方法種類較多。

3.1.1 Fe、V、Ti 元素的再回收

釩鈦磁鐵礦選礦后的尾礦中一般還含有部分未被回收的Fe、V 和Ti 等元素，這部分元素具有較高的綜合利用價(jià)值。釩鈦磁鐵礦尾礦中Fe、V、Ti 的主要選礦方法有磁選、浮選、化學(xué)選礦或多種選礦方法聯(lián)合使用，具體由尾礦的礦石特性及回收的有價(jià)元素種類所決定。一般而言，尾礦中Fe、V、Ti 元素是以鈦鐵礦、鈦磁鐵礦和磁鐵礦礦物形式存在。

扈維明等[48]對(duì)太和釩鈦磁鐵尾礦進(jìn)行再回收選礦實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)采用“一次粗選、一次掃選+濕式磁選”工藝回收尾礦中的鐵、鈦礦物，最終可獲得TFe品位38.96%、TFe 回收率37.11%的高鐵粗精礦，以及TiO2品位11.09%、TiO2回收率46.65%的掃選粗精礦，將粗精礦接入鐵、鈦生產(chǎn)主流程，降低了生產(chǎn)成本和項(xiàng)目投資，為攀西釩鈦磁鐵礦尾礦的綜合回收利用提供借鑒意義。鄧冰等人[49]對(duì)攀西某釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦進(jìn)行選鈦實(shí)驗(yàn)研究，尾礦中TiO2含量為8.61%，實(shí)驗(yàn)采用磁選和浮選聯(lián)合工藝對(duì)尾礦中的鈦資源進(jìn)行回收，通過(guò)強(qiáng)磁預(yù)選后TiO2品位可由8.61% 提高至15.96%，作業(yè)回收率可達(dá)77.93%；磁選精礦通過(guò)浮選方法進(jìn)一步富集，采用EMZT-01 聯(lián)合硫酸和草酸作為調(diào)整劑，采用復(fù)配類捕收劑EMZB-01 作為浮選鈦的捕收劑，中性油煤油強(qiáng)化捕收，經(jīng)一次粗選、一次掃選和四次精選的閉路工藝流程后，可獲得TiO2品位47.78%和作業(yè)回收率為61.25%的鈦精礦，對(duì)選鐵尾礦TiO2回收率達(dá)到了47.73%。閔世俊[50]開(kāi)展了某釩鈦磁鐵礦尾礦中釩的提取工藝和動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，在最優(yōu)條件下，釩的浸出率可達(dá)81.87%。

釩鈦磁鐵礦選礦后尾礦中的Fe、V、Ti 元素通常是以鈦鐵礦、鈦磁鐵礦和磁鐵礦礦物形式存在，基于尾礦中不同的礦物種類、含量及分布特性而采取不同的選礦富集方法，其中鈦磁鐵礦和磁鐵礦礦物一般采用磁選或重選方法進(jìn)一步物理分選回收；鈦鐵礦一般通過(guò)強(qiáng)磁粗選預(yù)先回收得到粗精礦，磁選后的鈦鐵礦粗精礦再利用浮選方法進(jìn)一步提質(zhì)降雜，可大幅度地提高精礦中TiO2的品位，鈦鐵礦捕收劑則采用脂肪酸類捕收劑居多；而尾礦中的釩提取一般采取冶金工藝，包括火法和濕法工藝。

3.1.2 磷資源的回收

磷資源是一種戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)藥、食品、新能源等領(lǐng)域。釩鈦磁鐵礦尾礦其中伴生的磷資源得到較好的回收，可以給企業(yè)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。釩鈦磁鐵礦中伴生的磷一般以磷灰石獨(dú)立礦物形式賦存，P2O5品位較低，脈石礦物一般為方解石、白云石、長(zhǎng)石和角閃石等礦物。磷礦的回收通常采用浮選工藝，捕收劑以脂肪酸及其皂類為主，采用碳酸鈉作為礦漿的pH 調(diào)整劑，然后根據(jù)脈石礦物的種類選擇不同的抑制劑，硅質(zhì)脈石礦物一般采用水玻璃，碳酸鹽型的脈石礦物則多聯(lián)合使用水玻璃和六偏磷酸鈉。

陳超等人[51]以承德地區(qū)某釩鈦磁鐵礦尾礦為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行磷的選礦回收實(shí)驗(yàn)，首先對(duì)P2O5含量0.87%的尾礦進(jìn)行浮選選硫、弱磁選選鐵、強(qiáng)磁選選鈦后可獲得P2O5含量為1.41%的選磷原料，再對(duì)該原料進(jìn)行一次粗選、一次掃選和三次精選的浮選實(shí)驗(yàn)，最終獲得了P2O5品位為31.73%的合格磷精礦，作業(yè)回收率達(dá)92.56%，此工藝流程簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)對(duì)該尾礦中磷資源的有效利用。孫大勇[52]開(kāi)展某釩鈦磁鐵礦尾礦綜合回收磷的選礦實(shí)驗(yàn)研究，尾礦含P2O5為1.63%，鈣鎂類碳酸鹽脈石含量高，選礦分離難度大，實(shí)驗(yàn)采用“磁選-浮選”聯(lián)合流程，并結(jié)合選擇性較好的脂肪酸類捕收劑CK-4，閉路實(shí)驗(yàn)可獲得P2O5品位35.03%、P2O5回收率70.96%的磷精礦，選礦成本低，指標(biāo)優(yōu)良。張韶敏[53]對(duì)承德地區(qū)某釩鈦磁鐵礦干式拋尾礦開(kāi)展磷的選礦回收研究，在磨礦細(xì)度在-0.074 mm占55%條件下，采用水玻璃為抑制劑、DB-1 為捕收劑，經(jīng)一次粗選、兩次精選和兩次掃選的閉路實(shí)驗(yàn)工藝流程，最終可獲得產(chǎn)率為2.35%、P2O5品位為38.34%以及P2O5回收率為91.94%的磷精礦。

釩鈦磁鐵礦尾礦中的磷資源是以磷灰石立礦物存在，其是釩鈦磁鐵礦中分布比較廣泛的一種副礦物，浮選是回收磷灰石的有效手段，而尾礦伴生的磷品位一般很低（P2O5含量基本在5%以下），因此開(kāi)發(fā)適合這類磷礦回收的高選擇性和強(qiáng)浮選能力的捕收劑和選礦工藝尤為關(guān)鍵，磷灰石最常用的捕收劑為脂肪酸及其皂類，輔助捕收劑為非極性烴油類，或?qū)⒍哳A(yù)先混合使用可增強(qiáng)捕收效果，調(diào)整劑則一般采用碳酸鈉和水玻璃。若礦石中還存在硫化物，首先應(yīng)進(jìn)行浮選脫除干凈，以免影響后續(xù)選磷作業(yè)。

3.1.3 Cu、Ni、Co 及（?。┵F金屬元素的綜合回收

釩鈦磁鐵礦回收的主要有價(jià)元素為Fe、V 和Ti，剩余的尾礦資源還大都伴生Cu、Ni、Co 及（?。┵F金屬元素，這部分有價(jià)元素的回收具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。Cu、Ni、Co 在礦石中一般是以硫化物的形成存在，貴金屬一般賦存于硫化物當(dāng)中，因而Cu、Ni、Co 的回收通常采用浮選法，而對(duì)含有（稀）貴金屬的硫化物精礦一般采用冶金的方法提取。

張作金等人[54]對(duì)河北某釩鈦磁鐵礦尾礦開(kāi)展回收銅的研究，進(jìn)行了單一捕收劑種類、組合捕收劑種類、捕收劑用量以及2#油用量條件實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在組合捕收劑A8+MK305（質(zhì)量配比1∶1）用量為45 g/t、2#油用量7.5 g/t 條件下，閉路實(shí)驗(yàn)最終可獲得Cu 品位18.94%、Cu 回收率60.88%的銅精礦，實(shí)現(xiàn)了釩鈦磁鐵礦尾礦中金屬銅的回收利用。董禮輝等[55]對(duì)陜西某釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦中的硫鈷資源進(jìn)行了綜合回收利用研究，尾礦資源中鈷元素含量為0.16%，實(shí)驗(yàn)采用浮選方法富集預(yù)先得到硫鈷精礦，然后采用磁選方法將磁性硫鐵礦分離出去，有效提升了精礦中鈷的品位，實(shí)現(xiàn)了硫鈷的高效分離，其中硫鈷精礦中的鈷品位提升至0.4%，硫精礦中硫的品位達(dá)50.45%，尾礦中硫鈷資源得到了綜合回收。楊偉卓[56]對(duì)陜西某釩鈦磁鐵礦選礦后的尾礦開(kāi)展了綜合回收利用研究，主要回收尾礦中的貴金屬金、銀以及Cu、Ni、Co 金屬，分別對(duì)比了浮選-堿性浸出工藝、直接堿性浸出工藝和浮選-酸性-堿性聯(lián)合浸出工藝，其中浮選-堿性浸出工藝在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上更具優(yōu)勢(shì)，該工藝在液固比為2 mL/g、浸出時(shí)間24 h、浸出劑用量1 kg/t 和攪拌速度400 r/min 的條件下，Au、Ag、Ni、Co、Cu 的浸出率分別可達(dá)96.5%、92.3%、90.8%、88.7%、97.4%。黃雯孝等[57]對(duì)攀西某釩鈦磁鐵礦尾礦開(kāi)展了鈧的提取工藝研究，鈧以類質(zhì)同象的形式在各類型的巖石礦物中均有分布，主要分布于輝石和角閃石混合物中，實(shí)驗(yàn)采用“選礦預(yù)富集-堿性焙燒-酸浸-萃取與反萃取富集分離鈧-制備氧化鈧產(chǎn)品”的工藝，最終獲得了純度為99.22%的Sc2O3產(chǎn)品，為實(shí)現(xiàn)攀西釩鈦磁鐵礦尾礦中鈧的綜合回收提供了參考依據(jù)。葛陽(yáng)陽(yáng)等[58]采用含氟助劑兩段酸浸技術(shù)來(lái)提取某釩鈦磁鐵礦尾礦中的鈧，鈧的浸出率可達(dá)91.68%，鐵浸出率有所下降，由85.22%降低至75.39%，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為后續(xù)鈧鐵的萃取分離創(chuàng)造了良好的條件。

值得注意的是，鎵作為一種重要的戰(zhàn)略稀散金屬，是我國(guó)電子工業(yè)的“新寵”，被譽(yù)為“半導(dǎo)體材料的新糧食”，具有非常廣闊和良好的應(yīng)用前景，我國(guó)四川攀枝花釩鈦磁鐵礦中的鎵約占世界鎵儲(chǔ)量的41%～42%，占國(guó)內(nèi)鎵儲(chǔ)量的54%～55%[59]。四川攀枝花釩鈦磁鐵礦中的鎵在磁鐵礦、輝長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖和輝石巖均有賦存，其中在磁鐵礦石中含量最高。攀枝花釩鈦磁鐵礦中的鎵主要在選礦和冶煉過(guò)程中得到富集，但其提取利用主要是在精釩渣和提釩尾渣中。鎵的提取主要方法有高溫氯化揮發(fā)法、壓煮-浸出法、熔融還原法、還原熔煉-電解法[60-61]。

劉佳媛[62]總結(jié)了四川攀枝花釩鈦磁鐵礦中鎵的分布、走向和利用研究，發(fā)現(xiàn)熔鹽氯化法生產(chǎn)四氯化鈦的氯化爐渣中鎵資源的回收利用將是今后提鎵的一個(gè)發(fā)展方向。吳恩輝等人[60]綜述了從攀枝花磁鐵礦中回收鎵的研究進(jìn)展，回收鎵的工藝方法主要有高溫氯化揮發(fā)法、壓煮-浸出法、熔融還原法、還原熔煉-電解法等，其中以還原熔煉-電解法的各項(xiàng)指標(biāo)最優(yōu)，全流程鎵的收率可達(dá)64.9%。高磊等人[63]以云南某鋼廠的提釩尾渣為原料，采用多種方法（酸浸法、氯化揮發(fā)法、壓煮-浸出法和焙燒法）對(duì)提釩尾渣中鎵的回收利用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，在焙燒條件為m（NaOH）∶m（CaO）∶m（提釩尾渣）= 0.4∶0.4∶1、焙燒溫度1 000 ℃、焙燒時(shí)間2 h 下，在浸出條件為浸出液沸騰、浸出堿度100 g/L、浸出時(shí)間1 h、攪拌強(qiáng)度270 r/min 下，最終鎵的浸出率可超過(guò)70%，說(shuō)明釆用焙燒法鎵的提取率較高，對(duì)處理這種物料具有一定的應(yīng)用前景。

釩鈦磁鐵礦尾礦中Cu、Ni、Co 一般在硫化物中通過(guò)浮選回收得到相應(yīng)的精礦產(chǎn)品，伴生的貴金屬金、銀則在硫化物精礦中一起富集，因此，Cu、Ni、Co 及伴生貴金屬的回收在于硫化物的強(qiáng)化浮選，開(kāi)發(fā)綠色高效的硫化物捕收劑是這部分金屬有效回收的重要研究方向；釩鈦磁鐵礦尾礦中的鈧和鎵的提取工藝方法主要為濕法冶金、火法冶金方法或者二者相結(jié)合的工藝，但應(yīng)具體結(jié)合鈧和鎵的元素賦存特點(diǎn)探索經(jīng)濟(jì)、合理和可行的提取工藝，可通過(guò)多因素多方案進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)和分析，最終制訂最佳的提取工藝。

由于釩鈦磁鐵礦尾礦和原礦的物理性質(zhì)差別很大，要實(shí)現(xiàn)尾礦中有價(jià)金屬的再回收，尾礦的物理化學(xué)性質(zhì)分析是關(guān)鍵，應(yīng)強(qiáng)化尾礦工藝礦物學(xué)特性的研究。由于尾礦中有用及脈石礦物之間關(guān)系復(fù)雜，單一的選礦工藝一般難以實(shí)現(xiàn)高效分選，因此，多種選礦工藝聯(lián)合使用是回收尾礦中有價(jià)金屬的一個(gè)重要方向。此外，釩鈦磁鐵礦尾礦的嵌布粒度一般較細(xì)，還應(yīng)加強(qiáng)微細(xì)粒礦物選礦工藝、藥劑與裝備的技術(shù)聯(lián)合開(kāi)發(fā)。

3.2 固廢資源化

釩鈦磁鐵礦尾礦的固廢資源化指的是直接將尾礦制備成建筑材料，或者先提取尾礦中有價(jià)元素再制備合適的材料，對(duì)尾礦進(jìn)行資源化利用，以實(shí)現(xiàn)礦山無(wú)尾排放。釩鈦磁鐵礦尾礦中含有大量SiO2、Al2O3和CaO 等化學(xué)成分，是水泥、混凝土、陶瓷和瓷磚等建筑材料所需主要的硅鋁質(zhì)成分[64]。目前，建筑材料市場(chǎng)需求量大，如果能將釩鈦磁鐵礦尾礦用作建筑材料的原料，不僅能有效消納釩鈦磁鐵礦尾礦堆存量，解決尾礦庫(kù)容問(wèn)題，還能實(shí)現(xiàn)尾礦資源的二次利用，產(chǎn)生額外的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，對(duì)礦山的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

楊飛等人[65]以河北承德地區(qū)的釩鈦磁鐵礦尾礦、石灰石和石英砂為原料制備了普通硅酸鹽水泥熟料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在釩鈦磁鐵礦尾礦、石灰石、石英砂配比為20∶75∶5、煅燒溫度1 400 ℃、煅燒時(shí)間30 min工藝條件下，可制備出性能優(yōu)于42.5R 普通硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)的熟料。王修貴等人[66]以承德地區(qū)的釩鈦磁鐵礦尾礦為主要原料制備了高強(qiáng)混凝土制品，添加尾礦降低了樣品早期的抗壓強(qiáng)度，增大了減水劑摻入量，尾礦粒徑的減小能使樣品的抗壓強(qiáng)度先升后降，適當(dāng)增大減水劑摻入量和提高尾礦細(xì)度可提高水泥砂漿的流動(dòng)性。李林[67-68]以釩鈦磁鐵礦尾礦為原料，通過(guò)添加廢玻璃、SiO2及SiC 發(fā)泡劑、磷酸鈉穩(wěn)泡劑、磷酸三銨分散劑制備了泡沫陶瓷保水磚；通過(guò)添加高嶺土、長(zhǎng)石、SiO2及SiC 發(fā)泡劑、磷酸鈉穩(wěn)泡劑、四硼酸鈉助熔劑、磷酸三銨分散劑制備了泡沫陶瓷隔斷板，有助于實(shí)現(xiàn)釩鈦磁鐵礦尾礦的固廢資源化利用，解決攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦尾礦的堆存問(wèn)題，制備的泡沫陶瓷材料為企業(yè)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。丁春江等人[69]以河北承德某釩鈦磁鐵礦尾礦為原料，采用免蒸壓的方法制備了一種性能優(yōu)良的加氣混凝土砌塊，并探究了配方組成對(duì)樣品干密度與抗壓強(qiáng)度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在m（釩鈦磁鐵礦尾礦）∶m（礦渣）∶m（生石灰）∶m（水泥）∶m（石膏）=6∶6∶4∶3∶1 以及鋁粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%條件下，可制備出干密度695 kg/m3、抗壓強(qiáng)度4.41 MPa 的加氣混凝土砌塊。吝曉然[70]以某釩鈦磁鐵礦尾礦為研究對(duì)象，以機(jī)械力活化方式制得了尾礦微粉，并以釩鈦磁鐵礦尾礦膠凝材料制備出了符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的C30 預(yù)拌混凝土，整體性能優(yōu)良，可用于礦山采空區(qū)的充填作業(yè)等。和麗麗等人[71]對(duì)四川攀枝花某釩鈦磁鐵礦尾礦開(kāi)展綜合利用研究，以釩鈦磁鐵礦再選尾礦、高嶺石型硫鐵礦尾礦及長(zhǎng)石尾礦為原料，并通過(guò)添加輔料碳化硅發(fā)泡劑，在煅燒時(shí)間30 min、溫度1 160 ℃的條件下，制備了體積密度482 kg/m3、抗壓強(qiáng)度3.03 MPa及吸水率2.35%的發(fā)泡陶瓷材料，實(shí)現(xiàn)了釩鈦磁鐵礦尾礦的固廢資源化利用。此外，朱欣宇[72]以釩鈦磁鐵礦尾礦、高嶺石型硫鐵礦尾礦及高鐵長(zhǎng)石礦為原料，采用直接發(fā)泡法成功制備出性能可控的尾礦基高鐵發(fā)泡陶瓷，各項(xiàng)參數(shù)滿足相關(guān)性能要求，最佳坯料配方為釩鈦磁鐵礦尾礦35%、高嶺石型硫鐵礦尾礦15%及高鐵長(zhǎng)石礦50%，最適宜工藝條件為燒成溫度1 130 ℃、升溫速率3 ℃/min 和保溫時(shí)間30 min，最后對(duì)坯料中含鐵組分在發(fā)泡陶瓷燒結(jié)過(guò)程中的影響機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)闡釋。

釩鈦磁鐵礦是以Fe、V 和Ti 元素為主并與多種有價(jià)元素共生的復(fù)合型鐵礦，其尾礦是釩鈦磁鐵礦選礦后產(chǎn)生的大宗工業(yè)固體廢棄物。選礦后的釩鈦磁鐵礦尾礦主要成分為SiO2、Al2O3和CaO 等，因此可普遍用于水泥、混凝土、陶瓷等傳統(tǒng)建筑材料，也可用于免燒磚、多孔陶瓷、地聚物、混凝土砌塊等多功能新型建筑材料的制備。但是要從根本上解決釩鈦磁鐵礦尾礦固廢的資源化利用，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)建材、選礦、冶金、化工、材料等相關(guān)行業(yè)的深度融合和循環(huán)發(fā)展，著重加強(qiáng)釩鈦磁鐵礦尾礦用于高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究，這樣既消納了尾礦，又給企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，從而“變廢為寶”，這也是固廢資源化和新型環(huán)保材料制備實(shí)現(xiàn)低碳化、綠色化和循環(huán)化發(fā)展的重要途徑，并推動(dòng)大宗固廢的減量化、資源化和無(wú)害化發(fā)展。

4 結(jié)論與展望

我國(guó)釩鈦磁鐵礦資源分選技術(shù)及綜合利用研究主要包括了釩鈦磁鐵礦低品位礦石預(yù)拋尾及選礦技術(shù)研究、精礦共伴生成分綜合利用和尾礦綜合利用研究。隨著高品位釩鈦磁鐵礦資源不斷開(kāi)發(fā)利用，目前的釩鈦磁鐵礦資源以貧、細(xì)、雜、難居多，因此對(duì)其綜合開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)手段也在不斷發(fā)展和進(jìn)步。

（1）釩鈦磁鐵礦原礦預(yù)先拋尾技術(shù)主要集中在傳統(tǒng)的干濕式磁選預(yù)拋尾、旋流器拋尾等方式，而新型的X 射線智能預(yù)拋廢技術(shù)在釩鈦磁鐵領(lǐng)域中的研究和報(bào)道較少，這是未來(lái)的釩鈦磁鐵礦拋尾技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

（2）釩鈦磁鐵礦精礦的綜合利用方法包括高爐法、預(yù)還原-電爐法、直接還原-細(xì)磨-磁選法等，高爐法是目前釩鈦磁鐵礦精礦有價(jià)金屬提取的主要工藝，但流程長(zhǎng)、能耗高、資源利用率低的特點(diǎn)制約了其發(fā)展和應(yīng)用，更加成熟和環(huán)保的新型非高爐法仍是未來(lái)釩鈦磁鐵礦精礦綜合利用的研究熱點(diǎn)和方向。

（3）釩鈦磁鐵礦尾礦綜合利用主要分為有價(jià)金屬再回收和固廢資源化，有價(jià)金屬回收主要是對(duì)尾礦中除Fe、Ti 和V 之外的金屬元素進(jìn)行綜合回收利用，包括P、Cu、Ni、Co 及（?。┵F金屬的回收；此外，尾礦資源根據(jù)其物理化學(xué)性質(zhì)可進(jìn)一步用于制備建筑材料，實(shí)現(xiàn)固廢資源化利用，這也是今后釩鈦磁鐵礦山無(wú)尾化的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。