云南某低品位錳礦選礦工藝研究

蔣太國，魏志聰

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093;2.省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，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)，在國民經濟發(fā)展中具有十分重要的戰(zhàn)略意義。我國的錳礦資源豐富，已探明的地質儲量超過4億 t，在全球排名第7［1－3］。其特點是: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充。本文以云南某低品位的錳礦石為研究對象，進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

該錳礦石的構造主要為網脈浸染狀構造和碎裂巖化構造，主要結構為膠裝結構、微晶結構以及他型粒狀結構等。礦石的結構和構造較為復雜，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果及錳物相分析結果分別如表1～2所示。

表1 原礦多元素分析結果(質量分數)/%

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，對提高錳精礦產品質量影響較大。

表2 原礦錳物相分析結果 %

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磁選、浮選、重選或其他聯合流程。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，采用強磁選工藝可以實現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行探索。

因此，本文分別擬定并開展了高梯度強磁選、搖床重選和浮選3種工藝的探索對比試驗，并篩選、確定出合理的選礦工藝流程和技術經濟指標。

2.1 高梯度強磁選工藝

在錳礦的工業(yè)生產中，常采用高梯度強磁選工藝分離、富集錳礦。本文對原礦進行了高梯度強磁選探索試驗。試驗用SLON立環(huán)脈動高梯度強磁選機，采用“一粗一精”的工藝流程。磁選試驗條件為:脈動調速均為200次/min，粗選強度為1.2 T，精選強度為0.8 T，試驗流程見圖1，試驗結果見表3。

圖1 高梯度強磁選試驗流程

由表3可知:原礦經高梯度強磁選選別后，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 高梯度強磁選試驗結果 %

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，分級后再進入搖床選別。探索性搖床重選試驗流程見圖2，試驗結果見表4。

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

圖2 搖床重選試驗流程

表4 搖床重選試驗結果%

2.3 浮選工藝

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

圖3 浮選試驗流程

表5 浮選試驗結果 %

由表5可知:原礦經浮選流程選別后，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。

2.4 3種選礦工藝流程對比與評價

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

表6 3種選錳礦流程結果的對比 %

從表6可以看出:高梯度強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高于搖床重選和浮選兩種工藝，并且高梯度強磁選具有不使用藥劑、不污染環(huán)境的優(yōu)點。因此，高梯度強磁選是該錳礦石合理的選礦工藝。

3 結論

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

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

［1］王珊，方建軍，文婭，等.廣西大新難處理低品位碳酸錳礦加工工藝研究［J］.中國錳業(yè)，2013，31(1):7－10.

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［4］周凌風.我國錳資源現狀及其加工發(fā)展前景［J］.電池工業(yè)，2011，16(1):49－52.

［5］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)，2006，24(1):1－5.

［6］胡為柏.浮選［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1988.