廣西興業(yè)某錳礦選礦試驗(yàn)研究

韋連軍,雷滿齊,黃慶柒,廖江南

(1.廣西地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試研究中心,廣西南寧 520023;

2.廣西地礦資源勘查開發(fā)有限責(zé)任公司,廣西南寧 530023)

廣西興業(yè)某錳礦選礦試驗(yàn)研究

韋連軍1,雷滿齊1,黃慶柒1,廖江南2

(1.廣西地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試研究中心,廣西南寧 520023;

2.廣西地礦資源勘查開發(fā)有限責(zé)任公司,廣西南寧 530023)

廣西興業(yè)某錳礦含錳23.59%,主要以軟錳礦、硬錳礦的形式存在,原礦中還含鎳0.15%,含鈷0.07%。通過洗礦、重選、磁選試驗(yàn)研究,確定原礦磨至-0.8mm,磁場(chǎng)強(qiáng)度為17000Oe,采用一粗、一掃的磁選流程可以獲得品位為31.12%、回收率為83.08%的錳精礦。錳精礦含鎳0.20%,含鈷0.10%,按原礦計(jì)算鎳、鈷的回收率分別為74.61%和75.25%,磁選工藝在錳得到合理分選的同時(shí),有效綜合回收了鎳和鈷。

軟錳礦;硬錳礦;磁選

Abstract:the content of one Manganese ore In XingYe,GuangXi is about 23.59%,and which mainly exist in the type of pyrolusite and psilomelanite.Nickel is of 0.15%and Cobalt is of 0.07%.By the experiments of ore washing,gravity separation and magnetic separation,the magnetic separating flowsheet of which grinding to-0.8mm,magnetic field intensity of 17000 Oe,one roughing and one cleaning was determined.The manganese concentrate is attained which the grade is of 31.12%,the recovery is of 83. 08%,the content of Nickel is of 0.20%and Cobalt is of 0.10%.Calculating with the ore,the recovery of Nickel and Cobalt are 74.61%and 75.25%,it was shown that:by the magnetic separating flowsheet, while the Manganese ore was rationally seperated,the Nickel and Cobalt can also be effectively comprehensive recovered.

Key words:pyrolusite;psilomelanite;the magnetic separating

在現(xiàn)代工業(yè)中,錳及其化合物應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。其中鋼鐵工業(yè)是重要的領(lǐng)域,用錳量占90%～95%,主要作為煉鐵和煉鋼過程中的脫氧劑和脫硫劑,以及用來制造合金。其余5%～10%的錳用于其它工業(yè)領(lǐng)域,如輕工業(yè)、建材工業(yè)、國(guó)防工業(yè)以及環(huán)境保護(hù)等。錳的選礦主要有洗礦、重選、磁選、浮選及組合選礦工藝、焙燒磁選工藝及化學(xué)選礦工藝。廣西省興業(yè)縣某錳礦含錳23.59%,主要以軟錳礦、硬錳礦的形式存在,原礦中還含鎳0.15%,含鈷0.07%。本文主要進(jìn)行錳的選礦試驗(yàn)研究,并考查鎳和鈷的走向,為該錳礦的開發(fā)利用提供重要參考。

1 原礦性質(zhì)

1.1 礦物組成

試驗(yàn)研究礦樣取自廣西興業(yè)縣某錳礦,選取工藝礦物學(xué)研究礦樣后,經(jīng)破碎加工到-2mm混勻作為選礦試驗(yàn)研究礦樣(部分洗礦試驗(yàn)礦樣破碎到-5mm)。原礦中金屬礦物主要是軟錳礦、硬錳礦、褐鐵礦,還有一些赤鐵礦、水錳礦,脈石礦物主要是石英、絹云母及水云母、高嶺石、綠泥石。礦物組成見表1,化學(xué)分析結(jié)果見表2。

表1 礦物組成

表2 原礦化學(xué)分析結(jié)果

從表2可以看出,原礦鐵的含量較高,不利于在選礦過程中獲取高錳品位的錳精礦。原礦含磷量為0.446%,屬高磷錳礦石。此外,原礦中伴生組分鈷、鎳含量較高,需要考查在錳的選礦過程鈷、鎳的綜合回收情況。

1.2 原礦嵌布粒度特性

原礦中硬錳礦多呈顯微他形粒狀、針狀,常與軟錳礦、褐鐵礦、水錳礦不均勻或較為均勻地相互嵌布在一起形成不規(guī)則的團(tuán)塊狀、骨架狀、同心環(huán)帶狀集合體,粒度一般在0.01～0.2mm間;軟錳礦多呈他形微粒狀,也有少量呈自形、半自形的顯微針柱狀,常與軟錳礦、褐鐵礦、水錳礦不均勻或較為均勻地相互嵌布在一起,粒度一般在0.02～0.2mm間;水錳礦呈他形微粒狀,常與軟錳礦、硬錳礦、褐鐵礦不均勻或較為均勻地相互嵌布在一起,粒度大約0.02mm左右。礦石中對(duì)錳礦物回收不利的褐鐵礦呈他形微粒狀,常與軟錳礦、硬錳礦不均勻或較為均勻地相互嵌布在一起,也有部分與絹云母及水云母、高嶺石、綠泥石等混雜在一起,粒度一般在0.01～0.1mm間;另有赤鐵礦呈他形微粒狀,常與褐鐵礦、軟錳礦共生在一起;工藝礦物學(xué)粒度在0.01～0.1mm間。

1.3 錳、鐵、磷的賦存狀態(tài)

礦石中錳主要以硬錳礦、軟錳礦的形式存在,少量以復(fù)水錳礦的形式存在;鐵以褐鐵礦的形式存石,少量以赤鐵礦的形式存在;磷以磷灰石、膠磷礦的形式存在。

2 選礦試驗(yàn)研究

2.1 洗礦試驗(yàn)

洗礦的目的是通過拋棄錳礦的礦泥,從而達(dá)到富集錳的目的,也是考查粗顆粒凈礦需不需要進(jìn)行重選或磁選的技術(shù)依據(jù),通過洗礦能達(dá)到富集錳精礦,也可以降低選礦成本。對(duì)原礦破碎到-5mm、-2mm兩種粒度條件下進(jìn)行洗礦對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 洗礦試驗(yàn)結(jié)果

從表3可看出,凈礦中錳品位都僅在25%～27%之間,達(dá)不到精礦品質(zhì)的要求,故還需要進(jìn)行重選或磁選以提高精礦的品位。

2.2 重選試驗(yàn)

由于礦石中需回收的目的礦物錳礦物比脈石礦物比重大,故首先選擇加工成本較低的重力選礦方案回收錳礦物。從原礦性質(zhì)可以看出,不宜把原礦磨得過細(xì),所以將原礦樣先磨礦至-0.5mm,然后將-0.5mm粒級(jí)分級(jí)成-0.5+ 0.074、-0.074mm兩個(gè)粒級(jí),分別進(jìn)行重選,重選試驗(yàn)流程見圖1,試驗(yàn)研究結(jié)果見表4。

表4 重選試驗(yàn)結(jié)果

從表4試驗(yàn)結(jié)果可看到,重選所獲得的精礦品位都達(dá)到30%左右,但綜合回收率僅為44.61%;同時(shí)尾礦中錳品位、分布率均較高,說明重選對(duì)細(xì)粒狀的錳礦物的選別效果較差?？梢?想通過簡(jiǎn)單的重選獲取高品位、高回收率的錳精礦,在技術(shù)上是不可行的。

圖1 重選試驗(yàn)流程

2.3 磁選試驗(yàn)

根據(jù)礦石中錳礦物的比磁化系數(shù)與其他礦物的差異,采用強(qiáng)磁選方法對(duì)礦石中錳礦物進(jìn)行回收試驗(yàn)。

2.3.1 分級(jí)磁選試驗(yàn)

采用濕式篩分,粗粒級(jí)(-2+0.8mm)產(chǎn)品進(jìn)行干式強(qiáng)磁選(磁選強(qiáng)度:12000Oe);而細(xì)粒級(jí)(-0.8mm)產(chǎn)品進(jìn)入濕式強(qiáng)磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度16800Oe)。試驗(yàn)流程見圖2,試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖2 分級(jí)磁選試驗(yàn)流程

表5 分級(jí)磁選試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知,粗粒級(jí)(-2+0.8mm)產(chǎn)品干式磁選所獲得的錳精礦品位不高,原因是干式磁選時(shí)粉狀礦物黏附在磁性礦物表面,從而降低了精礦中錳品位,由于原礦-2+0.8mm粒級(jí)所占比例不高,且在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中篩分比較困難,故在下一步試驗(yàn)中不再考慮將原礦篩分成多個(gè)粒級(jí)進(jìn)行選礦,而是通過一次磨礦后直接進(jìn)入濕式強(qiáng)磁選。

2.3.2 濕式強(qiáng)磁選試驗(yàn)

2.3.2.1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

通過試驗(yàn)確定最佳磨礦細(xì)度,固定磁場(chǎng)強(qiáng)度為14000Oe。試驗(yàn)流程見圖3,結(jié)果見表6。

從表6試驗(yàn)結(jié)果可知,不同的磨礦細(xì)度試驗(yàn)條件下,精礦品位都差不多,主要是因?yàn)殄i精礦中鐵含量比較高,降低了精礦中錳的品位。但粗粒級(jí)的回收率要比細(xì)粒級(jí)的高,故選擇磨礦細(xì)度-0.8mm粒級(jí)進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)。

圖3 濕式磁選試驗(yàn)流程

表6 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

2.3.2.2 磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)

磨礦細(xì)度為-0.8mm的條件下進(jìn)行不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)流程見圖3,結(jié)果見表7。

表7 磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

從表7可以看出,當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度從11000Oe提高到17000Oe時(shí),錳精礦的品位變化不大;磁場(chǎng)強(qiáng)度越高,錳的回收率就越高,但是磁場(chǎng)強(qiáng)度再進(jìn)一步提高受磁選設(shè)備限制,所以,磁場(chǎng)強(qiáng)度以17000Oe為宜。

2.3.3 磁選最終調(diào)優(yōu)驗(yàn)證試驗(yàn)

通過磨礦細(xì)度(入選粒度)及磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)的結(jié)果,確定了采用磁選法提高該錳礦中錳品位的主要工藝參數(shù):原礦磨礦細(xì)度-0.8mm占100%,磁場(chǎng)強(qiáng)度17000Oe。根據(jù)條件試驗(yàn)結(jié)果,而且采用的選礦方法為強(qiáng)磁選,流程簡(jiǎn)單,經(jīng)一次強(qiáng)磁選,所獲得的精礦錳品位已達(dá)31%,但錳的回收率偏低,要提高精礦產(chǎn)品中錳回收率,故需對(duì)磁選粗選尾礦增加一次掃選。礦石磁選調(diào)優(yōu)驗(yàn)證試驗(yàn)平行進(jìn)行了二組,將各組相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品分別合并,進(jìn)行計(jì)量后送樣分析,計(jì)算試驗(yàn)所獲得的技術(shù)指標(biāo)。試驗(yàn)流程見圖4,結(jié)果見表8。

圖4 磁選最終調(diào)優(yōu)驗(yàn)證試驗(yàn)流程

表8 最終調(diào)優(yōu)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

表8試驗(yàn)結(jié)果表明,一段強(qiáng)磁選粗選所獲得的精礦錳品位保持穩(wěn)定在31.39%,回收率78.21%,驗(yàn)證了條件試驗(yàn)的結(jié)果;增加一段強(qiáng)磁選掃選后,掃選精礦與粗選精礦合并所得混合精礦錳品位仍達(dá)到31.12%,回收率提高到83.08%,增加一段掃選,回收率增加了4.87%,說明試驗(yàn)流程是合理的。對(duì)錳精礦產(chǎn)品中的鎳、鈷含量進(jìn)行分析計(jì)算,可知伴生有益組分鈷、鎳大部分富集在錳精礦產(chǎn)品中,其中鎳的回收率達(dá)74.61%、鈷的回收率達(dá)75.25%,在錳的冶煉中,鈷、鎳是可以綜合回收利用的。根據(jù)調(diào)優(yōu)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果,確定“一粗、一掃”的磁選流程為最終選礦流程。

2.3.4 選礦產(chǎn)品考查

錳精礦化學(xué)分析見表9。

表9 錳精礦化學(xué)分析結(jié)果

表9中錳精礦品位為31.12%,含鐵13.08%,錳鐵比2.38,由于鐵的含量比較高,可見在保證較高錳回收率前提下,通過物理選礦難以將礦石中錳品位進(jìn)一步提高到31%以上;另外錳精礦產(chǎn)品中有害雜質(zhì)磷含量0.516%,在相對(duì)粗的磨礦細(xì)度條件下,使磷單體解離而與錳分離是不現(xiàn)實(shí)的,但是,細(xì)磨會(huì)使錳泥化,降低選礦指標(biāo)。所以,在采用簡(jiǎn)單的磁選工藝得到較好的選礦指標(biāo)時(shí),雖然精礦含磷超標(biāo),但對(duì)該錳礦的選礦工藝是合理的。試驗(yàn)所得錳精礦含鎳0.20%,含鈷0.0%,所以,也可以根據(jù)該錳礦開發(fā)利用的實(shí)際情況在提取鎳、鈷的過程中降磷。

3 結(jié)論

(1)廣西興業(yè)縣某錳礦含錳23.59%,含鐵11.21%,含磷0.446%,含鎳0.15%,含鈷0.07%。礦石中錳主要以硬錳礦、軟錳礦的形式存在,少量以復(fù)水錳礦的形式存在;鐵以褐鐵礦的形式存石,少量以赤鐵礦的形式存在;磷以磷灰石、膠磷礦的形式存在。礦石中組分鐵的含量較高,不利于在選礦過程中獲取高錳品位的錳精礦,而且含磷高,屬高磷錳礦石;伴生組分鈷、鎳有可能以與錳、鐵礦物結(jié)合狀態(tài)存在,錳的選礦過程中要考查鈷、鎳的綜合回收情況。

(2)通過洗礦、重選、磁選試驗(yàn)研究,確定原礦磨至-0.8mm 100%,磁場(chǎng)強(qiáng)度為1700Oe,采用一粗、一掃的磁選流程可以獲得品位為31.12%、回收率為83.08%的錳精礦,錳精礦含磷0.516%,在相對(duì)粗的磨礦細(xì)度條件下,使磷單體解離而與錳分離是不現(xiàn)實(shí)的,所以,雖然精礦含磷超標(biāo),但是在采用簡(jiǎn)單的磁選工藝得到較好的選礦指標(biāo),對(duì)該錳礦的選礦工藝是合理的。

(3)錳精礦含鎳0.20%,含鈷0.10%,按原礦計(jì)算,鎳、鈷的回收率分別為74.61%和75.25%,磁選工藝在錳得到合理分選的同時(shí),有效綜合回收了鎳和鈷,為在冶煉過程中提取鎳和鈷奠定了基礎(chǔ)。

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The test research of processing one manganese ore in Xingye,Guangxi province

WEI Lian-jun1,L EI Man-qi1,HUANG Qing-qi1,LIAO Jian-gnan2
(1.Guangxi Test Research Centre of Geological Minerals Products, Nanning 520023,China;2.Guangxi Geological and Mineral Resources Exploration and Development Co.,Ltd.,Nanning 520023,China)

TD951.2

A

1004-4051(2010)02-0089-04

2009-10-24

韋連軍(1972-),男,工程師。