李國棟，魏志聰

(1. 昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明　650093； 2. 復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，云南 昆明　650093)

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云南某低品位軟錳礦強磁選工藝研究

李國棟1,2，魏志聰1,2

(1. 昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明650093； 2. 復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，云南 昆明650093)

摘要：針對云南某低品位軟錳礦進行強磁選工藝試驗，探索磁選流程并重點優(yōu)化磨礦細度、磁場強度、脈動沖次、棒介質(zhì)直徑對錳精礦指標的影響。在較佳的分選條件下，原礦經(jīng)“一次粗選、一次精選”高梯度強磁選流程選別后，可獲得品位為29.50%、錳回收率為83.45%的錳精礦。

關鍵詞：軟錳礦；強磁選；條件試驗

0前言

錳是一種重要的金屬礦產(chǎn)，其中占世界產(chǎn)量95%左右的錳用于冶金工業(yè)，作為脫氧劑、脫硫劑和制造錳系合金[1]。隨著國民經(jīng)濟的提升，國內(nèi)對不銹鋼以及特種鋼的需求量不斷增加，錳礦被列為中國的緊缺和重要礦產(chǎn)[2]。我國錳礦資源的主要特點是貧礦多富礦少，平均品位僅有21.5%，遠低于世界平均品位。錳品位超過30%的氧化錳礦和超過25%的碳酸錳礦石稱為富錳礦，其含量僅占6.3%[3]。目前國內(nèi)的錳礦資源中優(yōu)質(zhì)碳酸錳礦已經(jīng)嚴重短缺，開發(fā)和利用氧化錳礦具有重要的意義[4]。氧化錳礦具有弱磁性，利用強磁富集錳仍然是主要的工藝。本文以云南某地低品位軟錳礦為研究對象，探尋該錳礦石的最佳強磁選條件及流程[5-6]，進一步提高錳礦指標。

1礦石基本特征

云南某錳礦石中共有氧化物、硅酸鹽、磷酸鹽和硫酸鹽4類共10種礦物存在。其中，氧化物約占84.5%，硅酸鹽約占15.2%，磷酸鹽和硫酸鹽含量極少；主要的礦石礦物為軟錳礦、錳鋁榴石、褐鐵礦，主要的脈石礦物為石英，其次為絹云母。原礦中錳品位僅為14.85%，屬于低品位的軟錳礦石。

原礦樣品的化學多元素分析及錳物相分析結(jié)果分別見表1~2。

表1　原礦多元素分析結(jié)果(質(zhì)量分數(shù))/%

表2　原礦錳物相分析結(jié)果　%

由表1可知：原礦中錳品位為14.85%，是主要的回收對象。由表2可知：原礦中軟錳礦和錳鋁榴石中錳的分配率共占97.91%，少量存在于褐鐵礦、石英以及其他脈石中。

2選礦方法

原礦中軟錳礦和錳鋁榴石具有弱磁性，而石英、絹云母等脈石礦物無磁性，利用磁性差異，本文采用強磁選工藝實現(xiàn)錳礦物的分離與富集。

2.1磨礦細度試驗

該試驗考察了不同磨礦細度時的精礦、中礦、尾礦指標。試驗設備采用SLon-100濕式高梯度強磁選機，用一次粗選一次精選流程。磁選試驗條件為：粗選磁場強度1.2 T、脈動沖程8 mm、脈沖次數(shù)250次/min、φ=2 mm棒介質(zhì)。試驗結(jié)果見表3。

表3　磨礦細度條件試驗結(jié)果

由表3可知：磨礦細度對礦石指標具有顯著影響。入選細度過粗或過細都不利于分選，綜合錳精礦品位和回收率考慮，-0.074 mm占65%為較佳的磨礦細度。

2.2粗選磁場強度試驗

磁選試驗選擇磨礦細度為-0.074 mm占65%，高梯度強磁選機的脈動沖程8 mm、沖次250次/min、φ=2 mm棒介質(zhì)，流程為一次粗選流程。分別考查了粗選磁場強度1.0，1.2，1.4，1.6 T對選礦指標的影響。試驗結(jié)果見圖1。

1 Mn品位； 2 Mn回收率

由圖1可知：隨著粗選磁場強度的提高，錳精礦品位逐漸降低，而回收率隨之提高，綜合錳精礦品位和回收率考慮，1.2 T為較佳的粗選磁場強度。

2.3粗選脈動沖次試驗

磁選試驗選擇磨礦細度為-0.074 mm占65%，粗選磁場強度為1.2 T，脈動沖程為8 mm，φ=2 mm棒介質(zhì)，流程為一次粗選流程?？疾槊}動沖次對選礦指標的影響。試驗結(jié)果見表4。

表4　強磁粗選脈動沖次條件試驗結(jié)果

由表4可知：隨著脈動沖次的提高，錳精礦品位逐漸提高，而回收率隨之下降，綜合考慮錳精礦品位和回收率，250次/min為較佳的脈動沖次。

2.4粗選棒介質(zhì)直徑試驗

磁選試驗選擇磨礦細度為-0.074 mm占65%，磁場強度為1.2 T、脈動沖程為8 mm、脈動沖次為250次/min，流程為一段粗選流程。分別考查了粗選棒介質(zhì)φ為1，2，3，4 mm對選礦指標的影響。試驗結(jié)果見圖2。

1 Mn品位； 2 Mn回收率

由圖2可知：隨著高梯度強磁選機的棒介質(zhì)直徑的增大，錳精礦品位成上升趨勢，回收率先升高后下降。綜合考慮錳精礦品位和回收率，適宜的粗選棒介質(zhì)φ=2 mm。

2.5粗精礦再磨細度試驗

原礦磨礦后經(jīng)一次高梯度強磁機粗選后，錳粗精礦品位達到27%左右，其粒度組成見表5。

為進一步提高錳精礦指標，對錳粗精礦精選再磨再選。選擇粗選時最佳條件：高梯度強磁選機精選磁場強度為1.2 T、脈動沖程為8 mm、沖次為250次/min、φ=2 mm棒介質(zhì)。試驗結(jié)果見表6。

表5　錳粗精礦粒度組成

表6　粗精礦再磨細度條件試驗結(jié)果　%

由表6可知：隨著粗精礦再磨細度的提高，錳精礦品位略有提高，回收率不斷下降，綜合錳精礦品位、回收率和磨礦成本考慮，粗精礦不需再磨。

2.6精選磁場強度試驗

在粗精礦不磨的條件下，考查精選磁場強度對提高錳精礦品位的影響。精選磁場強度為變量，其他條件為粗選最佳條件。試驗結(jié)果見表7。

表7　精選磁場強度條件試驗結(jié)果

由表7可知：當精選磁場強度從0.6 T提高到0.8 T時，錳精礦品位降低0.15%，錳回收率提高了3.55%，繼續(xù)提高磁場強度到1.0 T時，錳精礦品位降低0.42%，錳回收率僅提高了0.77%，綜合錳精礦品位和回收率來看，較佳的精選磁場強度為0.8 T。

2.7粗選尾礦再選試驗

粗選尾礦中含Mn 3.80%、錳分布率為13.61%。為進一步降低尾礦中錳的含量，對粗選尾礦進行強磁掃選作業(yè)。磁場強度為1.4 T，其他條件為粗選時最佳條件。試驗結(jié)果見表8。

表8　粗選尾礦再選(掃選)試驗結(jié)果　%

由表8可知，粗選尾礦經(jīng)強磁掃選后，僅能獲得錳精礦品位7.55%、回收率7.30%。掃選作業(yè)不能有效回收粗選尾礦中的錳，沒必要加掃選作業(yè)。

3結(jié)論

1) 強磁粗選較佳的工藝技術(shù)條件為：磨礦細度-0.074 mm占65%、高梯度強磁選機的脈動沖程8 mm、沖次250次/min、φ=2 mm棒介質(zhì)、磁場強度1.2 T。

2) 強磁精選較佳的工藝技術(shù)條件為：粗精礦不再磨、磁場強度0.8 T。

3) 在較佳的分選條件下，原礦經(jīng)“一次粗選、一次精選”高梯度強磁選流程選別后，可獲得錳精礦產(chǎn)率42.01%、品位29.50%、回收率83.45%的指標，錳礦物回收效果較好。

參考文獻：

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High-intensity Magnetic Separation of a Low-grade Pyrolusite Ores in Yunnan

LI Guodong1,2, WEI Zhicong1,2

(1.FacultyofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650093,China;

2.StateKeyLaboratoryofComplexNonferrousMetalResourcesCleanUtilization,Kunming,Yunnan650093,China)

Abstract:An experimental study on high-intensity magnetic separation has been conducted of the low-grade pyrolusite ore from Yunnan. The article explored the magnetic separation process and focused on optimizing the grinding fineness, magnetic field intensity, pulsating speed, diameter of bar medium on the influence of manganese concentrate index. With the high-intensity magnetic separation flow sheet of one roughing-one concentrating, manganese concentrate with the grade of 29.50% and the recovery of 83.45% were obtained under the best condition of separation.

Key words:Pyrolusite; High-intensity magnetic separation; Condition experiment

中圖分類號：TD924

文獻標識碼：A

doi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.01.007

作者簡介：李國棟(1991-)，男，山東單縣人，在讀碩士研究生，研究方向：浮選理論與工藝研究，手機：18487171192，E-mail：18487171192@163.com；通訊作者：魏志聰(1981-)，男，云南昆明市人，講師，研究方向：資源綜合利用及浮選理論與工藝等研究，手機：13577100486，E-mail：13577100486@126.com.

基金項目：國家自然科學基金項目(51364017)；云南省級校人才培養(yǎng)項目(KKSY201221141)

收稿日期：2015-11-07