陳 錚 劉夏明 曹 健 田宗平

(湖南省地質(zhì)測試研究院)

某低品位氧化錳礦選礦試驗(yàn)

陳 錚 劉夏明 曹 健 田宗平

(湖南省地質(zhì)測試研究院)

某氧化錳礦石品位低、風(fēng)化嚴(yán)重。為實(shí)現(xiàn)該礦的合理開發(fā)利用，在分析礦石性質(zhì)和探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用分級(jí)脫泥—磨礦—濕式強(qiáng)磁選工藝對(duì)錳進(jìn)行選別回收。結(jié)果表明：原礦經(jīng)分級(jí)脫泥后，在磨礦細(xì)度-0.074 mm 43.80%，濕式強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度為1 512.74 kA/m時(shí)，可獲得錳品位為30.85%、鐵品位為8.83%、錳回收率61.55%的錳精礦。選礦指標(biāo)較好，可為氧化錳礦的選別提供技術(shù)借鑒。

氧化錳礦 分級(jí)脫泥 濕式強(qiáng)磁選

錳作為一種重要的工業(yè)原料被應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的眾多領(lǐng)域。如作為煉鐵、煉鋼中的脫氧劑和脫硫劑，占錳總消耗量的90%～95%。近年來，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，錳消耗量增長迅速。我國錳礦以碳酸錳礦為主，占總儲(chǔ)量的73%，經(jīng)過多年的開發(fā)，優(yōu)質(zhì)碳酸錳礦資源已嚴(yán)重短缺，因此開發(fā)利用氧化錳礦資源顯得尤其重要[1 -2]。湖南某低品位氧化錳礦風(fēng)化嚴(yán)重，含泥量大。為對(duì)錳進(jìn)行回收，進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦成分分析

對(duì)原礦進(jìn)行化學(xué)多元素分析和錳物相分析，結(jié)果分別見表1、表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素MnFeSiO2CaOMgOCo含量12.447.7254.600.360.440.01元素CuPbZnSPNi含量0.020.010.040.010.080.08

表2 原礦錳化學(xué)物相分析結(jié)果 %

由表1可知，原礦中具有回收價(jià)值的元素主要是錳，品位為12.44%。鐵含量較低，不考慮回收。需要選礦除去的成分以SiO2為主，有害雜質(zhì)硫、磷含量較低。因此原礦屬于低磷含鐵貧錳氧化錳礦。

由表2可知，錳主要以軟錳礦的形式存在，占總錳的85.13%，是主要回收對(duì)象。其次是硅酸鹽和褐鐵礦中的錳，合計(jì)占13.99%，因難以回收，決定不做研究。進(jìn)一步的分析可知，脈石礦物主要有石英、地開石等。

1.2 原礦粒度分析

將破碎至2mm以下的礦樣經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)套篩篩分后，進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見表3。

表3 粒度分析結(jié)果

由表3可知：試驗(yàn)礦樣中錳在粗粒級(jí)中有明顯的富集現(xiàn)象。-0.074mm粒級(jí)含泥量高，產(chǎn)率大于50%，品位明顯低于+0.074mm的粗粒級(jí)中的錳品位。說明脫泥具有富集錳的效果。

2 試驗(yàn)方案的確定

氧化錳礦的選礦以重選為主。風(fēng)化型氧化錳礦含大量礦泥和粉礦，生產(chǎn)上多采用洗礦—重選工藝，洗礦溢流有時(shí)需要采用重選或強(qiáng)磁選等方法進(jìn)一步回收錳。 處理貧錳礦和鐵錳礦的方法目前有3種：①機(jī)械選礦，包括洗礦、重選、強(qiáng)磁選、浮選、焙燒—磁選等；②火法選礦，主要針對(duì)高鐵高磷難選礦石，又稱富錳渣法；③化學(xué)選礦，當(dāng)對(duì)產(chǎn)品成分質(zhì)量要求很純，而上述方法又不能達(dá)到要求時(shí)，采用化學(xué)選礦的辦法[3]。該錳礦石錳、鐵含量均較低，含泥量大，不適宜用火法選礦和化學(xué)選礦。因此，試驗(yàn)僅進(jìn)行重選和磁選研究[4]。

2.1 重選探索試驗(yàn)

因要回收的錳礦物比脈石礦物密度大，首先選擇成本較低的重選工藝。為探索重選工藝的可行性，進(jìn)行了不同入選粒度直接搖床重選試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，直接搖床重選精礦錳品位均可達(dá)到27%，但回收率不高，均不足50%。隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦錳品位略有下降，錳回收率明顯降低。因此重選不適合細(xì)粒錳礦物的選別，單一的重選方案對(duì)錳進(jìn)行回收，技術(shù)上不可行。

2.2 干式與濕式強(qiáng)磁選探索試驗(yàn)

根據(jù)礦石中錳礦物和其他礦物比磁化系數(shù)的差異，采用XCG-φ120 mm輥式干法磁選機(jī)進(jìn)行干式強(qiáng)磁選探索實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，不同磁場強(qiáng)度下，錳精礦品位和回收率均較低；采用XCSQ-50 mm×70 mm濕式強(qiáng)磁選機(jī)在不同入選粒度、不同磁場強(qiáng)度下進(jìn)行探索試驗(yàn)。結(jié)果表明入選粒度和磁場強(qiáng)度的變化，對(duì)錳精礦品位和回收率改變較小，選礦指標(biāo)較差。所以通過單一磁選難以得到合格產(chǎn)品。

基于以上探索試驗(yàn)，決定采用分級(jí)脫泥—磨礦—濕式強(qiáng)磁選工藝對(duì)原礦進(jìn)行選別，流程見圖1。

圖1 分級(jí)脫泥—磨礦—濕式強(qiáng)磁選工藝流程

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 分級(jí)脫泥試驗(yàn)

分級(jí)脫泥采用孔徑為0.074 mm標(biāo)準(zhǔn)篩，+0.074 mm 的篩上產(chǎn)物為凈礦，-0.074 mm的產(chǎn)物為礦泥。結(jié)果見表4。

表4 分級(jí)脫泥試驗(yàn)指標(biāo) %

產(chǎn)品產(chǎn)率錳品位錳回收率凈礦48.3619.3176.04礦泥51.645.7023.96原礦100.0012.28100.00

由表4可知，礦泥產(chǎn)率為51.64%，凈礦錳品位為19.31%，回收率為76.04%，說明脫泥效果較好，并實(shí)現(xiàn)了錳在凈礦中的富集，有利于后續(xù)選礦工序的進(jìn)行。

3.2 凈礦磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

固定濕式強(qiáng)磁選機(jī)磁場強(qiáng)度為1 273.89kA/m，進(jìn)行凈礦磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖2，結(jié)果見表5。

圖2 凈礦磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)流程

由表5可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，錳精礦品位變化不大，作業(yè)回收率逐漸降低。在磨礦細(xì)度為 -0.074mm43.80%時(shí)，錳精礦品位為30.21%，回收率為77.40%，指標(biāo)較好。因此，確定凈礦磨礦細(xì)度在-0.074mm43.80%為宜。

3.3 凈礦濕式強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度條件試驗(yàn)

凈礦濕式強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度條件試驗(yàn)固定磨礦細(xì)度為-0.074mm43.80%，其他條件不變，進(jìn)行不同磁場強(qiáng)度條件下強(qiáng)磁選試驗(yàn)，結(jié)果見表6。

表5 凈礦磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果 %

磨礦細(xì)度(-0.074mm)產(chǎn)品作業(yè)產(chǎn)率錳品位錳回收率43.80精礦51.5130.2177.40尾礦48.499.3722.60原礦100.0020.10100.0068.14精礦46.2629.8571.23尾礦53.7410.3828.77原礦100.0019.39100.0080.14精礦39.3730.6562.78尾礦60.6311.8037.22原礦100.0019.22100.0091.20精礦35.8131.0156.36尾礦64.1913.4043.64原礦100.0019.71100.00

表6 凈礦磁場強(qiáng)度條件試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，隨著磁場強(qiáng)度的增強(qiáng)，精礦和尾礦品位不斷降低，而作業(yè)回收率隨不斷提高。在磁場強(qiáng)度為1 512.74kA/m時(shí)，錳回收率為80.74%。綜合考慮確定強(qiáng)磁選的磁場強(qiáng)度為1 512.74kA/m。

試驗(yàn)還探索了對(duì)強(qiáng)磁選尾礦回收錳的可行性。結(jié)果表明，掃選作業(yè)錳回收率僅18.83%。因此不需要進(jìn)行進(jìn)行掃選作業(yè)。

3.4 礦泥強(qiáng)磁選回收錳探索試驗(yàn)

采用濕式強(qiáng)磁選機(jī)對(duì)礦泥在不同磁場強(qiáng)度下進(jìn)行強(qiáng)磁選回收錳試驗(yàn)，結(jié)果見表7。

由表7可知，隨著磁場強(qiáng)度的提高，精礦中錳回收率不斷增大，因此磁場強(qiáng)度為 1 512.74kA/m時(shí)，回收率僅為38.26%。因此，礦泥不需要對(duì)錳進(jìn)行回收。

4 分級(jí)脫泥—磨礦—濕式強(qiáng)磁選流程試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行最優(yōu)條件下的分級(jí)脫泥—磨礦—濕式強(qiáng)磁選全流程試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖3，結(jié)果見表8。

表7 礦泥不同磁場強(qiáng)度下的強(qiáng)磁選結(jié)果

圖3 分級(jí)脫泥—磨礦—濕式強(qiáng)磁選全流程試驗(yàn)流程

表8 分級(jí)脫泥—磨礦—濕式強(qiáng)磁選全流程試驗(yàn)結(jié)果 %

由表8可知，全流程試驗(yàn)可獲得產(chǎn)率為24.78%、錳品位為30.85%、鐵含量為8.83%、錳回收率為61.55%的錳精礦，指標(biāo)較好，達(dá)到了回收錳的目的。

5 結(jié) 論

(1)湖南某錳礦有用礦物以軟錳礦為主，具有錳品位低、含泥量高的特點(diǎn)。探索試驗(yàn)表明：搖床重選、單一強(qiáng)磁選均難以獲得理想的選別指標(biāo)。

(2)采用標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)原礦進(jìn)行分級(jí)以拋去占產(chǎn)率超過一半的礦泥，減少后續(xù)工藝的負(fù)荷。經(jīng)比較分析，采用分級(jí)脫泥—磨礦—濕式強(qiáng)磁選工藝流程對(duì)該礦石進(jìn)行選別，可獲得產(chǎn)率為24.78%、錳品位為30.85%、鐵含量為8.83%、錳回收率61.55%的錳精礦。

(3)生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)盡可能在粗粒級(jí)進(jìn)行脫泥和濕式強(qiáng)磁選，以減輕礦石泥化。該工藝選別指標(biāo)較好，成本低，可為該錳礦的開發(fā)利用提供技術(shù)參考。

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

[2] 張風(fēng)平，徐本軍.我國氧化錳礦石選礦工藝研究現(xiàn)狀[J].濕法冶金，2014(2)：70-81.

[3] 梅光貴，張文山，曾湘波，等.中國錳業(yè)技術(shù)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2011.

[4] 王常任. 磁電選礦[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1986.

Beneficiation Experiment on a Low Grade Manganese Oxide Ore

Chen Zheng Liu Xiaming Cao Jian Tian Zongping

(Geological Test Institute of Hunan Province)

There is an oxide manganese ore with low grade and seriously weathering. In order to reasonable develop and utilize the ore, desliming by classification-grinding-wet high intensity magnetic separation process was carried out, based on the ore property analysis and exploring experiments. The results showed that, manganese concentrate with manganese grade of 30.85% and recovery of 61.55%, iron recovery of 8.33% is obtained at the grinding fineness of 43.80% -0.074 mm and intensity of wet high intensity magnetic separation of 1 512.74 kA/m after desliming by classification. The concentrate index is good and can provide technical reference for beneficiation of manganese oxide ore.

Manganese oxide ore， Desliming by classification， Wet high intensity magnetic separation

2015-01-15)

陳 錚(1986—)，男，助理工程師，410007 湖南省長沙市雨花區(qū)城南中路290號(hào)。