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        某軟錳礦石兩種選礦工藝流程探討

        2015-01-17 09:42:28劉建祥高忠華
        現(xiàn)代礦業(yè) 2015年10期
        關(guān)鍵詞:軟錳礦磁場強度磁選

        劉 華 何 劍 劉建祥 高忠華

        (1.涼山礦業(yè)股份有限公司;2.成都綜合巖礦測試中心;3.會理縣鵬晨廢渣利用有限公司)

        某軟錳礦石兩種選礦工藝流程探討

        劉 華1何 劍2劉建祥3高忠華3

        (1.涼山礦業(yè)股份有限公司;2.成都綜合巖礦測試中心;3.會理縣鵬晨廢渣利用有限公司)

        某錳礦石含錳22.55%,80.80%的錳以軟錳礦的形式存在,其次為水(褐)錳礦、菱錳礦等,嵌布粒度較細。為合理利用該資源,提出了弱磁選—強磁選和搖床重選—強磁選兩種工藝流程處理該礦石,并分別進行條件試驗以確定最佳選別參數(shù)。結(jié)果表明,在兩種工藝流程最佳磨礦細度均為-0.074 mm占85.15%、高梯度強磁選磁場強度800 kA/m、脈動沖次100次/min時,調(diào)整其他條件至最佳,軟錳礦石經(jīng)弱磁選—強磁選流程處理,最終可獲得產(chǎn)率為53.21%、錳品位 31.97%、回收率75.37%的錳精礦,指標(biāo)優(yōu)于搖床重選—強磁選,達到冶金錳礦石產(chǎn)品三級標(biāo)準(zhǔn)。弱磁選—強磁選流程可作為該礦石工業(yè)利用的生產(chǎn)流程。

        軟錳礦 高梯度強磁選 搖床重選

        某大型錳礦床由多種成礦類型疊加而成,成因復(fù)雜,具有復(fù)合礦床地質(zhì)特征。錳礦石分為軟錳礦型和水(褐)錳礦型兩大類[1-2]。軟錳礦石主要錳礦物為軟錳礦,脈石礦物以石英為主。礦物間嵌布關(guān)系復(fù)雜,石英被包裹于錳礦物中,影響錳精礦品位的提高。

        針對該錳礦石,提出了弱磁選—強磁選和搖床重選—強磁選兩個選礦工藝流程,并通過條件試驗確定最佳的選別條件。對比最終錳精礦指標(biāo),最終選擇弱磁選—強磁選工藝流程處理該軟錳礦石。

        1 礦石性質(zhì)

        1.1 物質(zhì)組成

        礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1,錳物相分析結(jié)果見表2。

        表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

        成分MnTFeSPSiO2MgOCaO含量22.555.850.050.1547.040.585.68

        表2 錳物相分析結(jié)果 %

        表1、表2表明該軟錳礦石錳品位為22.55%,是主要有價元素。80.80%的錳以軟錳礦的形式存在,是回收的目的礦物,水(褐)錳礦、菱錳礦和硅酸錳等中的錳少量。礦石進一步的光譜分析結(jié)果表明,脈石礦物以石英為主,堿性的鈣鎂化合物較少。

        1.2 嵌布特征

        軟錳礦分布廣泛,或呈彎曲膠狀或不規(guī)則脈狀,寬徑0.02~1.2 mm,與褐錳礦關(guān)系密切,多見褐錳礦夾雜分布于其邊緣附近;呈不規(guī)則狀、浸染狀分布,粒度0.01~0.15 mm。局部可見褐錳礦構(gòu)成的脈體中分布有不規(guī)則狀軟錳礦,大小為0.2 mm×0.5 mm左右。

        石英主要呈兩種形態(tài),一種為隱晶-微晶顆粒狀,粒度為0.01~0.05 mm,顆粒間緊密鑲嵌接觸,集合體呈不規(guī)則狀分布;一種為齒狀顆粒,粒徑0.05~1.5 mm,在顆粒間呈齒狀緊密接觸,且具有波狀消光特性,集合體呈團狀分布。

        2 試驗結(jié)果與討論

        根據(jù)礦石性質(zhì),結(jié)合前人研究成果,提出弱磁選—強磁選和搖床重選—強磁選兩個選礦工藝流程,兩試驗流程強磁選均采用SLon-100立環(huán)脈動高梯度磁選機[3]。通過條件試驗分別確定最佳的選別條件,對最終錳精礦指標(biāo)進行對比,以確定該軟錳礦石最適宜的選別工藝流程。

        2.1 弱磁選—強磁選流程試驗

        礦樣經(jīng)磨礦使軟錳礦充分單體解離,經(jīng)弱磁選除鐵,將鐵富集于弱磁尾礦中,弱磁精礦經(jīng)強磁選回收軟錳礦,實現(xiàn)錳的選別。條件試驗采用1次弱磁選1次強磁選流程。

        2.1.1 磨礦細度試驗

        礦樣破碎至-2 mm后,固定弱磁選磁場強度為120 kA/m,強磁選磁場強度為680 kA/m、脈動沖次為100次/min,進行弱磁選—強磁選流程磨礦細度條件試驗,結(jié)果見表3。

        表3 弱磁選—強磁選流程磨礦細度條件試驗結(jié)果 %

        由表3可知,隨著磨礦細度的增大,錳精礦錳品位逐漸升高。在磨礦細度-0.074 mm含量超過85.15%時,升高趨勢趨于緩和。綜合考慮錳精礦的回收率,選擇磨礦細度-0.074 mm占85.15%較為適宜。

        2.1.2 高梯度強磁選磁場強度試驗

        在磨礦細度-0.074 mm占85.15%,弱磁選磁場強度為120 kA/m、高梯度強磁選脈動為 100次/min時,考察強磁選磁場強度對錳精礦指標(biāo)的影響。結(jié)合國內(nèi)工業(yè)使用高梯度強磁選機磁場強度的限制及探索試驗結(jié)果,試驗僅改變磁場強度為680 kA/m、800 kA/m,試驗結(jié)果見表4。

        表4 高梯度強磁選磁場強度對錳精礦指標(biāo)的影響

        從表4可以看出,隨著磁場強度的增大,錳精礦錳回收率明顯上升,錳品位變化不大。因此選擇磁場強度為800 kA/m,此時錳精礦品位為31.97%,回收率為75.37%。

        2.1.3 高梯度強磁選脈動沖次試驗

        在磨礦細度-0.074 mm占85.15%,弱磁選磁場強度為120 kA/m、高梯度強磁選磁場強度為800 kA/m條件下,進行高梯度強磁選脈動沖次條件試驗。結(jié)合國內(nèi)工業(yè)使用高梯度磁選機脈動沖次的限制及探索試驗結(jié)果,試驗僅改變脈動沖次為100次/min、150次/min,結(jié)果見表5。

        表5 高梯度強磁選脈動沖次條件試驗結(jié)果

        從表5可以看出,隨著脈動沖次由100次/min增加到150次/min,錳精礦品位略微上升,回收率則下降3.2個百分點。綜合考慮,選擇脈動沖次為100次/min。

        2.2 搖床重選—強磁選流程試驗

        搖床重選獲得搖床錳精礦,中礦和尾礦合并后進行高梯度強磁選。磨礦細度試驗流程為一次搖床重選,采用2 100 mm×1 050 mm搖床,搖床傾角3°,床面沖洗水100 t/d,試驗結(jié)果見表6。

        表6 搖床重選磨礦細度條件試驗結(jié)果 %

        磨礦細度(-0.074mm含量)產(chǎn)品產(chǎn)率錳品位錳回收率62.65精礦18.2836.2829.36中礦45.2519.6539.36尾礦36.4719.3831.28原礦100.0022.59100.0075.29精礦14.2637.6523.78中礦45.3919.2538.69尾礦40.3521.0037.53原礦100.0022.58100.0085.15精礦11.2142.2520.96中礦44.2420.0639.26尾礦44.5520.1839.78原礦100.0022.60100.0091.52精礦8.8545.2017.68中礦35.1220.5231.86尾礦56.0320.3750.46原礦100.0022.62100.00

        從表6可知,隨著磨礦細度的增大,錳精礦品位逐漸升高,錳回收率呈下降趨勢。在磨礦細度 -0.074 mm 含量由85.15%提高到91.52%時,錳回收率下降,表明該礦石出現(xiàn)過磨,軟錳礦在磨礦細度-0.074 mm占 85.15%時已充分解離。

        進一步的條件試驗表明,搖床重選—強磁選流程最佳的搖床傾角為3°,床面沖洗水100 t/d,高梯度強磁選磁場強度為800 kA/m、脈動沖次為100次/min。

        2.3 兩種選礦工藝流程選別指標(biāo)對比

        在條件試驗的基礎(chǔ)上,分別進行弱磁選—強磁選和搖床重選—強磁選試驗,流程分別見圖1和圖2,最佳工藝條件下的試驗結(jié)果對比見表7。

        圖1 弱磁選—強磁選工藝流程

        圖2 搖床重選—強磁選工藝流程

        表7 兩種選別工藝流程試驗結(jié)果對比 %

        從表7可以看出,采用弱磁選—強磁選工藝流程處理該礦石,最終可獲得產(chǎn)率為53.21%、錳品位31.97%、回收率75.37%的錳精礦;搖床重選—強磁選工藝流程最終可獲得產(chǎn)率為48.73%、錳品位31.79%、回收率68.54%的錳精礦。弱磁選—強磁選工藝流程錳精礦產(chǎn)品指標(biāo)優(yōu)于搖床重選—強磁選流程。另外,搖床重選存在占地面積大、處理能力低等設(shè)備局限問題,因此推薦采用弱磁選—強磁選工藝流程處理該軟錳礦石。

        采用弱磁選—強磁選工藝流程最終錳精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表8。表8表明,錳精礦產(chǎn)品Mn/Fe≥3,P/Mn=0.0016,高于冶金錳礦石產(chǎn)品三級標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)為P/Mn<0.006)。

        表8 弱磁選—強磁選流程錳精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

        成分MnTFePSCaOMgOSiO2Mn/FeP/Mn含量31.977.520.050.083.341.4521.784.250.0016

        3 結(jié) 論

        (1)某軟錳礦石錳品位為22.55%,錳主要以軟錳礦的形式存在,其次為水(褐)錳礦、菱錳礦,脈石礦物以石英為主。提出弱磁選—強磁選和搖床重選—強磁選兩種工藝流程處理該礦石。

        (2)條件試驗確定的兩種工藝流程磨礦細度均為-0.074 mm占85.15%、高梯度強磁選磁場強度均為800 kA/m、脈動沖次100次/min,其他條件調(diào)整至最佳,弱磁選—強磁選流程最終可獲得錳品位31.97%、回收率75.37%的錳精礦,指標(biāo)優(yōu)于搖床重選—強磁選流程指標(biāo),P/Mn值高于冶金錳礦石產(chǎn)品三級標(biāo)準(zhǔn),因此推薦使用弱磁選—強磁選工藝流程。

        [1] 張涇生,周光華.我國錳礦資源及選礦進展評述[J].中國錳業(yè),2006(2):1-5.

        [2] 洪世琨.我國錳礦資源開采現(xiàn)狀與可持續(xù)發(fā)展的研究[J].中國錳業(yè),2011(8):13-16.

        [3] 潘其經(jīng),周永生.我國錳礦選礦的回顧與展望[J].中國錳業(yè),2000(11):1-10.

        2015-08-12)

        劉 華 (1979—),男,工程師,610081 四川省成都市人民北路一段25號。

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