蔣太國，魏志聰

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093;2.省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650093)

錳的用途廣泛，是重要的黑色金屬，主要用于鋼鐵、有色冶金、電池、電子、化工等行業(yè)和部門，其中90%的錳用于鋼鐵行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的戰(zhàn)略意義。我國的錳礦資源豐富，已探明的地質(zhì)儲量超過4億 t，在全球排名第7［1－3］。其特點(diǎn)是:分布不均勻;大型特大型礦少，中小型礦多;富礦少，貧礦多;難采難選礦多，易采易選礦少［4－5］。隨著錳礦資源的不斷開發(fā)利用，易處理資源量不斷減少，貧錳礦的開發(fā)利用必將成為有益補(bǔ)充。本文以云南某低品位的錳礦石為研究對象，進(jìn)一步探尋該錳礦石的最佳選礦工藝，為低品位錳礦的高效利用提供借鑒意義。

1 原礦性質(zhì)

該錳礦石的構(gòu)造主要為網(wǎng)脈浸染狀構(gòu)造和碎裂巖化構(gòu)造，主要結(jié)構(gòu)為膠裝結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)以及他型粒狀結(jié)構(gòu)等。礦石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造較為復(fù)雜，主要有用礦物為軟錳礦、錳鋁榴石、褐鐵礦，主要的脈石礦物為石英，其次為絹云母。原礦的多元素分析結(jié)果及錳物相分析結(jié)果分別如表1～2所示。

表1 原礦多元素分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

由表1可知:原礦中錳含量較高，是主要的回收對象，此外有害元素鐵、磷含量較高，對提高錳精礦產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。

表2 原礦錳物相分析結(jié)果 %

從表2可知:錳礦石中的錳主要以軟錳礦的形式存在，其次是錳鋁榴石，此外有少量的錳存在于褐鐵礦、石英及其他礦物中。

2 工藝流程的選擇

通常，錳礦物常見的主要選礦方法有強(qiáng)磁選、浮選、重選或其他聯(lián)合流程。原礦中軟錳礦和錳鋁榴石屬弱磁性礦物，而石英、絹云母等脈石礦物無磁性，采用強(qiáng)磁選工藝可以實(shí)現(xiàn)錳礦物的分離與富集。另外，軟錳礦和錳鋁榴石在比重、可浮性兩個(gè)方面與脈石礦物之間均存在一定的差異，也可采用搖床重選和浮選兩種工藝進(jìn)行探索。

因此，本文分別擬定并開展了高梯度強(qiáng)磁選、搖床重選和浮選3種工藝的探索對比試驗(yàn)，并篩選、確定出合理的選礦工藝流程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2.1 高梯度強(qiáng)磁選工藝

在錳礦的工業(yè)生產(chǎn)中，常采用高梯度強(qiáng)磁選工藝分離、富集錳礦。本文對原礦進(jìn)行了高梯度強(qiáng)磁選探索試驗(yàn)。試驗(yàn)用SLON立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，采用“一粗一精”的工藝流程。磁選試驗(yàn)條件為:脈動(dòng)調(diào)速均為200次/min，粗選強(qiáng)度為1.2 T，精選強(qiáng)度為0.8 T，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖1 高梯度強(qiáng)磁選試驗(yàn)流程

由表3可知:原礦經(jīng)高梯度強(qiáng)磁選選別后，可獲得品位為30.26%、回收率為73.77%的錳精礦，回收效果較好。

表3 高梯度強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果 %

2.2 搖床重選工藝

該錳礦石最主要的脈石礦物為石英，石英的比重為2.65，而主要有用礦物軟錳礦的比重為4.7～4.8，這兩種礦石重選分離的難易程度為中等。本文先將原礦磨至－0.5 mm，分級后再進(jìn)入搖床選別。探索性搖床重選試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知:原礦經(jīng)如圖2所示的探索性搖床重選試驗(yàn)流程選別后，獲得總錳精礦產(chǎn)率25.67%、品位為29.94%、回收率為52.36%的重選指標(biāo)，錳回收率較低，回收效果較差。

圖2 搖床重選試驗(yàn)流程

表4 搖床重選試驗(yàn)結(jié)果%

2.3 浮選工藝

大量的科研和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果表明，油酸是錳礦物最有效的捕收劑［1，6］。本試驗(yàn)采用油酸作為軟錳礦和錳鋁榴石的捕收劑，進(jìn)行浮選回收錳礦物的探索試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程見圖3，圖3中的藥劑用量單位為g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖3 浮選試驗(yàn)流程

表5 浮選試驗(yàn)結(jié)果 %

由表5可知:原礦經(jīng)浮選流程選別后，僅能獲得品位為21.80%、回收率為41.72%的錳精礦，浮選分離效果很差，其主要原因是軟錳礦和錳鋁榴石可浮性不好，且隨著浮選過程的不斷進(jìn)行，軟錳礦逐步泥化，惡化了浮選過程。因此可初步判斷該礦石采用浮選工藝很難獲得理想的選礦指標(biāo)。

2.4 3種選礦工藝流程對比與評價(jià)

對于該錳礦物的回收利用，以上共開展了高梯度強(qiáng)磁選、搖床重選和浮選的探索對比試驗(yàn)，其對比結(jié)果見表6。

表6 3種選錳礦流程結(jié)果的對比 %

從表6可以看出:高梯度強(qiáng)磁選所獲得的錳精礦品位和回收率最高，尤其是錳的回收率遠(yuǎn)高于搖床重選和浮選兩種工藝，并且高梯度強(qiáng)磁選具有不使用藥劑、不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。因此，高梯度強(qiáng)磁選是該錳礦石合理的選礦工藝。

3 結(jié)論

1)通過對云南某低品位錳礦進(jìn)行選礦工藝的探索，就目前而言，想要獲得理想的選礦指標(biāo)，采用重選和浮選很難實(shí)現(xiàn)。

2)對該錳礦石采用高梯度強(qiáng)磁選工藝有望獲得較好的選別指標(biāo)，并且該工藝具有不使用藥劑、不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，是處理該礦石最佳的選礦工藝。經(jīng)高梯度強(qiáng)磁選選別后，可獲得品位為30.26%、回收率為73.77%的錳精礦，回收效果較好。

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