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        某低品位氧化錳礦磁選試驗(yàn)研究①

        2020-03-25 01:46:48楊茂春肖東升
        礦冶工程 2020年1期
        關(guān)鍵詞:磁選機(jī)錳礦磁選

        楊茂春,肖東升,敖 江,周 亮,郭 強(qiáng)

        (云南科力新材料股份有限公司,云南 昆明650031)

        我國錳礦資源比較豐富,儲(chǔ)量位居世界前列,但存在分布不平衡,呈現(xiàn)貧、薄、雜、細(xì)等特點(diǎn)[1-2]。某錳礦廠原有洗選及磁選兩個(gè)分廠,洗選廠處理高品位放電錳,工藝簡單、成本低;磁選廠處理品位25%左右粗粒級(jí)錳礦,后因大量采出含錳小于19%的低品位礦石,而且-0.074 mm 細(xì)粒級(jí)含量增加,造成粉精礦品位不達(dá)標(biāo)、總回收率下降、選礦比增高、生產(chǎn)成本大幅增加而停產(chǎn)。為充分利用該低品位錳礦資源,查明回收率低的原因,充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備條件或低成本改造,盡快恢復(fù)選廠生產(chǎn),本文對(duì)該錳礦進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究。

        1 原礦性質(zhì)

        1.1 化學(xué)組成與物相分析

        原礦化學(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 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

        表2 錳物相分析結(jié)果

        由表1 可知,錳是主要回收礦物。需要選礦除去的成分以鈣、硅、磷為主;從表2 可知,錳礦石中的高價(jià)錳占比93.80%,錳主要以氧化錳礦的形式存在,其次是少量碳酸錳。

        1.2 礦物組成與特征

        礦樣采自該礦原礦堆場(chǎng),礦區(qū)主要為沉積變質(zhì)型氧化錳礦床,氧化程度較深,主要錳礦物有褐錳礦、黑錳礦、軟錳礦、硬錳礦、菱錳礦和偏錳酸礦等,其它金屬礦物有少量的褐鐵礦、黃鐵礦;主要脈石礦物為石英、方解石、石灰石,并有少量的粘土礦物等。

        主要錳礦物呈自形晶粒狀、半自形-它形晶粒、隱晶-微晶、交代殘余、變鮞狀團(tuán)粒狀、環(huán)帶狀等結(jié)構(gòu);礦石構(gòu)造為塊狀、浸染及斑點(diǎn)狀、條帶及紋層狀、脈狀、膠狀、粉土狀等,礦石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造較為復(fù)雜;多以束狀及放射狀、微細(xì)粒狀、微晶-細(xì)晶粒狀集合體、浸染狀、脈狀、腎狀、土狀、針狀、皮殼狀及鮞集合體形態(tài)產(chǎn)出,彼此交代。

        主要脈石石英以粒狀(0.009 ~0.2 mm)嵌布于硬錳礦、黑錳礦、軟錳礦中,呈脈狀產(chǎn)出;方解石與錳方解石呈微細(xì)晶,為錳礦石的基質(zhì),呈條帶狀沿層分布,多與軟錳礦共生。目的礦物與脈石共生關(guān)系較緊密,對(duì)選礦產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

        1.3 粒度分析

        本試驗(yàn)試樣取自現(xiàn)場(chǎng)磁選作業(yè)的給礦,為破碎后-6 mm 粒級(jí)原礦。對(duì)試樣進(jìn)行粒度分析,結(jié)果見表3。由表3 可知,-0.5 mm 產(chǎn)率48.53%,金屬分布率44.29%;-0.074 mm 產(chǎn)率33.73%,金屬分布率27.03%。結(jié)合濕式感應(yīng)輥式磁選機(jī)回收粒級(jí)下限和現(xiàn)場(chǎng)原生產(chǎn)流程分析,-0.074 mm 細(xì)粒級(jí)含量增加會(huì)對(duì)分選指標(biāo)產(chǎn)生影響。

        表3 -6 mm 粒級(jí)原礦粒度組成

        2 試驗(yàn)方案的確定

        通常錳礦物的主要處理方法有洗礦篩分、強(qiáng)磁選、浮選、重選及化學(xué)法或聯(lián)合流程等[3-8]。現(xiàn)場(chǎng)原工藝流程見圖1。

        圖1 現(xiàn)場(chǎng)原工藝流程

        初期按現(xiàn)場(chǎng)磁選流程進(jìn)行了探索試驗(yàn),對(duì)精、中礦粒度分析結(jié)果表明:①感應(yīng)輥式磁選機(jī)對(duì)+0.074 mm粗粒級(jí)分選效果較好,而中礦-0.15 mm 累計(jì)品位偏低,金屬分布率偏高,說明其對(duì)細(xì)粒級(jí)分選效率不高,原礦中-0.074 mm 粒級(jí)含量增加是造成精礦回收率低的主要原因;②若按現(xiàn)場(chǎng)原工藝流程,混合精礦采用螺旋分級(jí)機(jī)按0.5 mm 作為最終粗、細(xì)精礦兩種產(chǎn)品的分級(jí)界限,理論計(jì)算-0.5 mm 粉精礦的錳品位僅為20%左右,達(dá)不到《冶煉錳鐵的礦石技術(shù)條件》三級(jí)品要求,說明原工藝形成粗細(xì)兩種精礦產(chǎn)品已不合適;③若按原磁選流程,形成一個(gè)混合精礦產(chǎn)品,錳品位也僅略高于28%,達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。但如脫除中礦-0.15 mm細(xì)粒級(jí),形成次精礦,與磁選精礦合并后,最終混合精礦品位可達(dá)30%以上,可符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

        綜合以上分析,擬進(jìn)行以下試驗(yàn)研究:①磁選-中礦分級(jí)脫泥試驗(yàn),提出優(yōu)化解決問題的措施;②分級(jí)磁選試驗(yàn),針對(duì)細(xì)粒級(jí)含量增加,采用對(duì)細(xì)粒級(jí)回收效果較好的高梯度磁選,強(qiáng)化對(duì)細(xì)粒級(jí)回收,提出新的流程方案。

        3 試驗(yàn)研究

        3.1 磁選-中礦分級(jí)脫泥試驗(yàn)

        采用與現(xiàn)場(chǎng)CS-1 類似的CGDE-210 濕式感應(yīng)輥式磁選機(jī)進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)磁選中礦增加一次0.15 mm 分級(jí)脫泥作業(yè),試驗(yàn)流程見圖2,結(jié)果見表4。由表4 可知,采取磁選-中礦分級(jí)脫泥流程,中礦錳品位可由18.07%提高到24.74%,與磁選精礦合并后,混合總精礦產(chǎn)率達(dá)52.72%,精礦錳品位30.38%,回收率84.92%,錳品位滿足《冶煉錳鐵的礦石技術(shù)條件》三級(jí)品要求。

        圖2 磁選-中礦分級(jí)脫泥試驗(yàn)流程

        表4 磁選-中礦分級(jí)脫泥試驗(yàn)結(jié)果

        3.2 分級(jí)磁選試驗(yàn)

        首先將試樣篩分成-6+1 mm,-1 mm 兩個(gè)粒級(jí),測(cè)定-6+1 mm 粒級(jí)產(chǎn)率為42.49%,錳品位19.97%,錳金屬分布率44.87%;-1 mm 粒級(jí)產(chǎn)率為57.51%,錳品位18.13%,錳金屬分布率55.13%。

        -6+1 mm 粒級(jí)試樣采用濕式感應(yīng)輥式磁選機(jī)試驗(yàn);-1 mm 粒級(jí)試樣采用高梯度磁選機(jī)進(jìn)行分選考查。

        3.2.1 -6+1 mm 粒級(jí)感應(yīng)輥式磁選試驗(yàn)

        采用CGDE-210 感應(yīng)輥式磁選機(jī)對(duì)-6+1 mm 粒級(jí)試樣進(jìn)行一粗一掃濕式分選試驗(yàn),結(jié)果見表5。

        表5 -6+1 mm 粒級(jí)試樣感應(yīng)輥式磁選試驗(yàn)結(jié)果

        由表5 可知,隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度提高,精礦品位降低、回收率增加;僅需一段粗選,精礦品位即達(dá)39%以上,作業(yè)回收率83%~88%,分選效率較高,感應(yīng)輥式磁選機(jī)對(duì)粗粒級(jí)的回收效果較好。

        3.2.2 -1 mm 粒級(jí)高梯度磁選試驗(yàn)

        采用Slon-100 周期式脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)對(duì)-1 mm粒級(jí)試樣進(jìn)行了一粗一掃磁選試驗(yàn),結(jié)果見表6。

        表6 -1 mm 粒級(jí)試樣高梯度磁選試驗(yàn)結(jié)果

        由表6 可知,隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度提高,精礦品位降低、回收率增加;采用高梯度磁選機(jī)選別-1 mm 粒級(jí)試樣,可得錳品位大于30%和大于24%的兩種精礦,混合精礦品位接近或超過30%,作業(yè)總回收率可達(dá)70%以上,說明高梯度磁選對(duì)細(xì)粒級(jí)分選精度高和回收效果好。

        3.2.3 分級(jí)磁選流程試驗(yàn)

        根據(jù)以上分級(jí)試驗(yàn)結(jié)果,按最佳試驗(yàn)條件,進(jìn)行了分級(jí)磁選流程試驗(yàn),試驗(yàn)流程見圖3,結(jié)果見表7。由表7 可知,采用分級(jí)磁選,-6+1 mm 粒級(jí)和-1 mm 粒級(jí)試樣各經(jīng)一次粗選、一次掃選,可以獲得品位41.36%、33.62%、24.54%的3 種精礦,混合總精礦產(chǎn)率47.38%、品位33.82%、回收率達(dá)84.75%,指標(biāo)較優(yōu)。

        圖3 分級(jí)磁選試驗(yàn)流程

        表7 分級(jí)磁選流程試驗(yàn)結(jié)果

        3.3 產(chǎn)品考查及流程對(duì)比評(píng)價(jià)

        對(duì)圖2 和圖3 試驗(yàn)流程得到的精礦進(jìn)行了化學(xué)多元素分析,結(jié)果見表8。

        表8 錳精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

        由表8 可知,兩種工藝所得混合精礦質(zhì)量均能滿足《冶煉錳鐵的礦石技術(shù)條件》三級(jí)品要求。從技術(shù)指標(biāo)方面看,分級(jí)磁選混合精礦品位高,兩種工藝綜合回收率較為接近,均大于84%。從設(shè)備配置改動(dòng)方面看,磁選-中礦分級(jí)脫泥工藝相對(duì)簡單,可利舊,改造投入少和改造周期??;采用分級(jí)磁選工藝需增加設(shè)備配置,改造投入較大和改造周期長。兩種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。

        4 結(jié) 論

        1)某低品位氧化錳礦主要錳礦物有褐錳礦、黑錳礦、軟錳礦、硬錳礦、菱錳礦和偏錳酸礦,主要脈石礦物以石英、方解石、石灰石為主。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造較復(fù)雜、共生關(guān)系緊密,對(duì)選礦產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

        2)初期探索試驗(yàn)分析,感應(yīng)輥式磁選機(jī)對(duì)粗粒級(jí)回收效果較好,-0.074 mm 粒級(jí)含量增加是造成現(xiàn)場(chǎng)分選指標(biāo)降低的主要原因,原生產(chǎn)流程對(duì)磁選混合精礦采用螺旋分級(jí)機(jī)按0.5 mm 作為粗細(xì)精礦兩產(chǎn)品的分級(jí)界限已不適合。

        3)研究了磁選-中礦分級(jí)脫泥和分級(jí)磁選流程,兩種工藝綜合回收率都大于84%,指標(biāo)較為接近,精礦質(zhì)量均達(dá)到《冶煉錳鐵的礦石技術(shù)條件》三級(jí)品要求。前者流程較為簡單,后者流程精礦品位高、指標(biāo)優(yōu)、流程適應(yīng)性強(qiáng),是綜合回收細(xì)粒級(jí)的有效手段。

        4)磁選-中礦分級(jí)脫泥流程現(xiàn)場(chǎng)工藝改造周期短、投資小、可利舊,可馬上實(shí)施恢復(fù)生產(chǎn);分級(jí)磁選流程新增設(shè)備、流程改造較多,改造周期長、投資較大。兩種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn),試驗(yàn)研究為設(shè)計(jì)改造提供了方案對(duì)比選擇,建議可行性論證后實(shí)施。

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