某难选含锰贫铁矿的选矿试验研究

魏宗武

(广西大学资源与冶金学院，广西 南宁 530004)

我国是一个锰矿资源比较丰富的国家，锰矿资源的储量位居世界前列。[1]随着工业迅速发展，锰的金属需求量增加，导致富矿资源逐渐枯竭；而我国贫锰矿资源存在着锰矿石结构复杂，嵌布粒度微细且有害元素高的特点，给锰的选别和利用带来困难。

目前国内外对难选低品位锰矿石的选别多采用强磁选-浮选-重选[2]、洗矿-强磁选-浮选[3]、焙烧-重选-弱磁选、强磁粗选-跳汰精选-强磁扫选等联合流程。[4-6]

云南某地含锰贫铁共生矿石，矿物嵌布粒度微细，锰铁矿物组分复杂，属难选矿石，长期以来一直未得到开发。为了充分利用矿产资源，企业方委托广西大学对该矿石进行选矿试验研究。试验研究表明，将原矿加入碳粉后进行氧化还原焙烧，将焙烧后的矿石磨细至矿物单体解离后进行弱磁选铁，可得到铁品位为49.78%、回收率为53.58%的铁精矿；弱磁尾矿再利用强磁提高锰的品位，可得品位36.54%、回收率为81.69%的锰精矿。

1 试样性质

试验样品取自于云南某地，该矿石以锰铁化合物、复水锰矿、水锰矿为主，锰的氧化物极少；铁矿物主要以褐铁矿、针铁矿、赤铁矿以及菱铁矿为主，另有少量磁铁矿；杂质矿物主要为石英、白云石以及碳酸盐矿物为主，另有少量泥质矿物。试样化学多元素分析见表1，锰物相分析见表2，铁物相分析见表3。

表1 试样化学多元素分析

表2 锰物相分析

表3 铁物相分析

从化学多元素分析看,矿样属低锰低铁高磷矿物,有用矿物品位低且含磷较高，矿石中有用矿物为锰矿物和铁矿物。此外,从物相分析情况来看，矿样中锰只有极少量的碳酸锰，其中大部分以软锰矿、水锰矿、复水锰矿和锰铁化合矿物的形式存在，说明锰矿物的回收难度极大；铁的物相分析表明，铁主要以氢氧化铁的形式存在，另外还有部分赤铁矿、褐铁矿，磁铁矿较少，从以上情况可以断定，此种矿样属于难选锰铁矿。

2 选磁化还原焙烧-弱磁选试验

磁化还原焙烧-弱磁选试验是在原矿中加入还原剂碳粉进行焙烧，使含铁矿物等弱磁性铁矿物还原成强磁性铁矿物，然后采用弱磁选方法分选出铁精矿，达到铁、锰分离的目的，其尾矿再进行选锰。

2.1 磁化还原焙烧试验

磁化还原焙烧试验考察了焙烧温度、焙烧时间、碳粉用量对铁、锰分离效果的影响。试验流程如图1所示。

由表4结果可见，随着焙烧温度的升高，铁精矿铁品位不断升高，锰品位、回收率变化不大，但铁回收率选升高后下降，当焙烧温度达到900℃时，铁精矿的铁回收率最高48.91%，且铁品位达到50.37%；尾矿锰品位为22.88%，因此取焙烧温度为900℃。

图1 磁化还原焙烧试验流程图

2.2 焙烧温度试验

在原矿中加入碳粉10%进行焙烧，时间为50min，焙烧后将矿石用磨至-200目80%，磁场强度为140kA/m，焙烧冷却采用水冷方式，改变焙烧温度进行磁化还原焙烧试验，试验结果见表4。

表4 焙烧温度试验结果

2.3 焙烧时间试验

在原矿中加入碳粉10%进行焙烧，焙烧温度为900℃，焙烧后将矿石用磨至-200目80%，磁场强度为140kA/m，焙烧冷却采用水冷方式，改变焙烧时间进行磁化还原焙烧试验，试验结果见表5。

由表5结果可见，随着焙烧时间的延长，铁精矿铁品位变化不大，铁回收率先升高后下降；当焙烧时间达到70min时，铁精矿的品位和回收率达到最高，且尾矿锰品位达到23.18%，锰回收率达到94.97%。因此焙烧时间为70min比较合适。

2.4 碳粉用量试验

在原矿中加入碳粉进行焙烧，焙烧温度为900℃，焙烧时间为70min，焙烧后将矿石用磨至-200目80%，磁场强度为140kA/m，焙烧冷却采用水冷方式，改变碳粉用量进行磁化还原焙烧试验，试验结果见表6。

从表6数据可见，随着碳粉用量的增加，铁精矿铁品位和回收率先升高后下降，当碳粉用量为15%时，其回收率和品位最佳，故碳粉用量固定在15%。

表5 焙烧时间试验结果

表6 碳粉用量试验结果

2.5 磨矿细度试验

在原矿中加入碳粉15%进行焙烧，焙烧温度为900℃，焙烧时间为70分钟，磁场强度为140kA/m，焙烧冷却采用水冷方式，改变磨矿细度进行磁化还原焙烧试验，试验结果见表7。

由表7结果可见，随着磨矿细度的增加，铁精可矿铁品位上升但铁回收率降低，尾矿锰品位变化不大而锰回收率不断提高。综合考虑，焙砂磨矿细度为-200目80%较好。此时铁精矿品位为49.78%、回收率为53.58%；尾矿中锰品位为23.56%、回收率为94.96。

3 磁化还原焙烧弱磁选尾矿强磁选试验

原矿经磁化还原焙烧-弱磁选后，可得到产率13.97%、铁品位为49.78%，回收率为53.58%的铁精矿，同时针铁矿、软锰矿、复水锰矿等锰矿物随云母、石英等脉石矿物富集到选铁尾矿中，使选铁尾矿锰品位达到23.56%，锰回收率达到94.96%，通过去除该尾矿中的脉石矿物，可获得锰精矿。为了提高锰精矿的品位，在通过磁化还原焙烧弱磁选得到铁精矿后，其尾矿再经过强磁选得到高品位锰精矿，试验结果如表8。

表7 磨矿细度试验结果

表8 不同磁场强度下提高锰品位的试验结果

从表8可以看出，随着磁场强度的增加，锰精矿的回收率不断增加，而锰精矿品位逐渐下降，但下降不明显；锰精矿中含铁品位相差不大，铁的回收率也变化不明显。综合考虑磁场强度确定为1.6T较为适宜。从总的回收锰的情况来看，锰精矿品位可达36.54%、含铁7.53%，锰作业回收率86.03%，总回收率可达81.69%。

4 结语

(1)该矿石以锰铁化合物、复水锰矿、水锰矿为主，锰的氧化物极少；铁矿物主要以褐铁矿、

针铁矿、赤铁矿以及菱铁矿为主，另有少量磁铁矿；杂质矿物主要为石英、白云石以及碳酸盐矿物为主，以及少量泥质矿物。

(2)从化学多元素分析看,矿样属于低锰低铁高磷矿物，矿石中有用矿物为锰矿物和铁矿物。从物相分析情况来看，矿样中锰矿物以软锰矿、水锰矿、复水锰矿和锰铁化合矿物的形式存在；铁的物相分析表明，铁主要以氢氧化铁的形式存在，另有部分赤铁矿、褐铁矿，磁铁矿较少，属于难选锰铁矿。

(3)通过将碳粉加入原矿中进行氧化还原焙烧，再将焙烧所得矿石磨细至矿物单体解离后进行弱磁选回收铁矿物，可得到品位为49.78%、回收率为53.58%的铁精矿；弱磁选尾矿再用强磁选回收锰矿物，可得品位36.54%、回收率为81.69%的锰精矿。

(4)随着锰铁逐渐枯竭和冶炼对原料的要求越来越高，用简单的物理选矿方法处理难选锰铁矿将会变得更加困难，寻求新的选矿方法显得尤为重要。

[1] 陈仁义，等.中国锰矿资源现状及锰矿勘察设想[J].中国锰业,2004,22(2):1-4.

[2] 曹志良,张径生,王运正，等.中国锰矿磁选新进展[J].中国锰业,2005,23(2):1-4.

[3] 张去非.国外锰矿选矿工艺概述[J].中国矿山工程,2004,33(6):16-18.

[4] 张泾生.我国锰矿资源及选矿进展评述[J].中国锰业,2006,24(1):1-4.

[5] 张小云,田学达,刘树根，等.铁锰多金属矿综合利用新工艺[J].中国有色金属学报,2005,15(4):650-654.

[6] 黎贵亮,张丽云.广西大新锰矿选矿厂流程技术改造[J].中国锰业,1999,17(2):6-8