某低品位氧化锰矿选矿试验

陈 铮 刘夏明 曹 健 田宗平

(湖南省地质测试研究院)

某低品位氧化锰矿选矿试验

陈 铮 刘夏明 曹 健 田宗平

(湖南省地质测试研究院)

某氧化锰矿石品位低、风化严重。为实现该矿的合理开发利用，在分析矿石性质和探索试验的基础上，采用分级脱泥—磨矿—湿式强磁选工艺对锰进行选别回收。结果表明：原矿经分级脱泥后，在磨矿细度-0.074 mm 43.80%，湿式强磁选磁场强度为1 512.74 kA/m时，可获得锰品位为30.85%、铁品位为8.83%、锰回收率61.55%的锰精矿。选矿指标较好，可为氧化锰矿的选别提供技术借鉴。

氧化锰矿 分级脱泥 湿式强磁选

锰作为一种重要的工业原料被应用于国民经济的众多领域。如作为炼铁、炼钢中的脱氧剂和脱硫剂，占锰总消耗量的90%～95%。近年来，由于经济的发展，锰消耗量增长迅速。我国锰矿以碳酸锰矿为主，占总储量的73%，经过多年的开发，优质碳酸锰矿资源已严重短缺，因此开发利用氧化锰矿资源显得尤其重要[1 -2]。湖南某低品位氧化锰矿风化严重，含泥量大。为对锰进行回收，进行了选矿试验研究。

1 矿石性质

1.1 原矿成分分析

对原矿进行化学多元素分析和锰物相分析，结果分别见表1、表2。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

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 原矿锰化学物相分析结果 %

由表1可知，原矿中具有回收价值的元素主要是锰，品位为12.44%。铁含量较低，不考虑回收。需要选矿除去的成分以SiO2为主，有害杂质硫、磷含量较低。因此原矿属于低磷含铁贫锰氧化锰矿。

由表2可知，锰主要以软锰矿的形式存在，占总锰的85.13%，是主要回收对象。其次是硅酸盐和褐铁矿中的锰，合计占13.99%，因难以回收，决定不做研究。进一步的分析可知，脉石矿物主要有石英、地开石等。

1.2 原矿粒度分析

将破碎至2mm以下的矿样经标准套筛筛分后，进行粒度分析，结果见表3。

表3 粒度分析结果

由表3可知：试验矿样中锰在粗粒级中有明显的富集现象。-0.074mm粒级含泥量高，产率大于50%，品位明显低于+0.074mm的粗粒级中的锰品位。说明脱泥具有富集锰的效果。

2 试验方案的确定

氧化锰矿的选矿以重选为主。风化型氧化锰矿含大量矿泥和粉矿，生产上多采用洗矿—重选工艺，洗矿溢流有时需要采用重选或强磁选等方法进一步回收锰。 处理贫锰矿和铁锰矿的方法目前有3种：①机械选矿，包括洗矿、重选、强磁选、浮选、焙烧—磁选等；②火法选矿，主要针对高铁高磷难选矿石，又称富锰渣法；③化学选矿，当对产品成分质量要求很纯，而上述方法又不能达到要求时，采用化学选矿的办法[3]。该锰矿石锰、铁含量均较低，含泥量大，不适宜用火法选矿和化学选矿。因此，试验仅进行重选和磁选研究[4]。

2.1 重选探索试验

因要回收的锰矿物比脉石矿物密度大，首先选择成本较低的重选工艺。为探索重选工艺的可行性，进行了不同入选粒度直接摇床重选试验。

试验结果表明，直接摇床重选精矿锰品位均可达到27%，但回收率不高，均不足50%。随着磨矿细度的增加，精矿锰品位略有下降，锰回收率明显降低。因此重选不适合细粒锰矿物的选别，单一的重选方案对锰进行回收，技术上不可行。

2.2 干式与湿式强磁选探索试验

根据矿石中锰矿物和其他矿物比磁化系数的差异，采用XCG-φ120 mm辊式干法磁选机进行干式强磁选探索实验。结果表明，不同磁场强度下，锰精矿品位和回收率均较低；采用XCSQ-50 mm×70 mm湿式强磁选机在不同入选粒度、不同磁场强度下进行探索试验。结果表明入选粒度和磁场强度的变化，对锰精矿品位和回收率改变较小，选矿指标较差。所以通过单一磁选难以得到合格产品。

基于以上探索试验，决定采用分级脱泥—磨矿—湿式强磁选工艺对原矿进行选别，流程见图1。

图1 分级脱泥—磨矿—湿式强磁选工艺流程

3 试验结果与讨论

3.1 分级脱泥试验

分级脱泥采用孔径为0.074 mm标准筛，+0.074 mm 的筛上产物为净矿，-0.074 mm的产物为矿泥。结果见表4。

表4 分级脱泥试验指标 %

产品产率锰品位锰回收率净矿48.3619.3176.04矿泥51.645.7023.96原矿100.0012.28100.00

由表4可知，矿泥产率为51.64%，净矿锰品位为19.31%，回收率为76.04%，说明脱泥效果较好，并实现了锰在净矿中的富集，有利于后续选矿工序的进行。

3.2 净矿磨矿细度条件试验

固定湿式强磁选机磁场强度为1 273.89kA/m，进行净矿磨矿细度条件试验。试验流程见图2，结果见表5。

图2 净矿磨矿细度条件试验流程

由表5可知，随着磨矿细度的增加，锰精矿品位变化不大，作业回收率逐渐降低。在磨矿细度为 -0.074mm43.80%时，锰精矿品位为30.21%，回收率为77.40%，指标较好。因此，确定净矿磨矿细度在-0.074mm43.80%为宜。

3.3 净矿湿式强磁选磁场强度条件试验

净矿湿式强磁选磁场强度条件试验固定磨矿细度为-0.074mm43.80%，其他条件不变，进行不同磁场强度条件下强磁选试验，结果见表6。

表5 净矿磨矿细度条件试验结果 %

磨矿细度(-0.074mm)产品作业产率锰品位锰回收率43.80精矿51.5130.2177.40尾矿48.499.3722.60原矿100.0020.10100.0068.14精矿46.2629.8571.23尾矿53.7410.3828.77原矿100.0019.39100.0080.14精矿39.3730.6562.78尾矿60.6311.8037.22原矿100.0019.22100.0091.20精矿35.8131.0156.36尾矿64.1913.4043.64原矿100.0019.71100.00

表6 净矿磁场强度条件试验结果

由表6可知，随着磁场强度的增强，精矿和尾矿品位不断降低，而作业回收率随不断提高。在磁场强度为1 512.74kA/m时，锰回收率为80.74%。综合考虑确定强磁选的磁场强度为1 512.74kA/m。

试验还探索了对强磁选尾矿回收锰的可行性。结果表明，扫选作业锰回收率仅18.83%。因此不需要进行进行扫选作业。

3.4 矿泥强磁选回收锰探索试验

采用湿式强磁选机对矿泥在不同磁场强度下进行强磁选回收锰试验，结果见表7。

由表7可知，随着磁场强度的提高，精矿中锰回收率不断增大，因此磁场强度为 1 512.74kA/m时，回收率仅为38.26%。因此，矿泥不需要对锰进行回收。

4 分级脱泥—磨矿—湿式强磁选流程试验

在上述试验的基础上，进行最优条件下的分级脱泥—磨矿—湿式强磁选全流程试验。试验流程见图3，结果见表8。

表7 矿泥不同磁场强度下的强磁选结果

图3 分级脱泥—磨矿—湿式强磁选全流程试验流程

表8 分级脱泥—磨矿—湿式强磁选全流程试验结果 %

由表8可知，全流程试验可获得产率为24.78%、锰品位为30.85%、铁含量为8.83%、锰回收率为61.55%的锰精矿，指标较好，达到了回收锰的目的。

5 结 论

(1)湖南某锰矿有用矿物以软锰矿为主，具有锰品位低、含泥量高的特点。探索试验表明：摇床重选、单一强磁选均难以获得理想的选别指标。

(2)采用标准筛对原矿进行分级以抛去占产率超过一半的矿泥，减少后续工艺的负荷。经比较分析，采用分级脱泥—磨矿—湿式强磁选工艺流程对该矿石进行选别，可获得产率为24.78%、锰品位为30.85%、铁含量为8.83%、锰回收率61.55%的锰精矿。

(3)生产实践中应尽可能在粗粒级进行脱泥和湿式强磁选，以减轻矿石泥化。该工艺选别指标较好，成本低，可为该锰矿的开发利用提供技术参考。

[1] 张泾生，周光华.我国锰矿资源及选矿进展评述[J].中国锰业，2006(1)：1-5.

[2] 张风平，徐本军.我国氧化锰矿石选矿工艺研究现状[J].湿法冶金，2014(2)：70-81.

[3] 梅光贵，张文山，曾湘波，等.中国锰业技术[M].长沙：中南大学出版社，2011.

[4] 王常任. 磁电选矿[M].北京:冶金工业出版社，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)

陈 铮(1986—)，男，助理工程师，410007 湖南省长沙市雨花区城南中路290号。