广西兴业某锰矿选矿试验研究

韦连军,雷满齐,黄庆柒,廖江南

(1.广西地质矿产测试研究中心,广西南宁 520023;

2.广西地矿资源勘查开发有限责任公司,广西南宁 530023)

广西兴业某锰矿选矿试验研究

韦连军1,雷满齐1,黄庆柒1,廖江南2

(1.广西地质矿产测试研究中心,广西南宁 520023;

2.广西地矿资源勘查开发有限责任公司,广西南宁 530023)

广西兴业某锰矿含锰23.59%,主要以软锰矿、硬锰矿的形式存在,原矿中还含镍0.15%,含钴0.07%。通过洗矿、重选、磁选试验研究,确定原矿磨至-0.8mm,磁场强度为17000Oe,采用一粗、一扫的磁选流程可以获得品位为31.12%、回收率为83.08%的锰精矿。锰精矿含镍0.20%,含钴0.10%,按原矿计算镍、钴的回收率分别为74.61%和75.25%,磁选工艺在锰得到合理分选的同时,有效综合回收了镍和钴。

软锰矿;硬锰矿;磁选

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

在现代工业中,锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是重要的领域,用锰量占90%～95%,主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂,以及用来制造合金。其余5%～10%的锰用于其它工业领域,如轻工业、建材工业、国防工业以及环境保护等。锰的选矿主要有洗矿、重选、磁选、浮选及组合选矿工艺、焙烧磁选工艺及化学选矿工艺。广西省兴业县某锰矿含锰23.59%,主要以软锰矿、硬锰矿的形式存在,原矿中还含镍0.15%,含钴0.07%。本文主要进行锰的选矿试验研究,并考查镍和钴的走向,为该锰矿的开发利用提供重要参考。

1 原矿性质

1.1 矿物组成

试验研究矿样取自广西兴业县某锰矿,选取工艺矿物学研究矿样后,经破碎加工到-2mm混匀作为选矿试验研究矿样(部分洗矿试验矿样破碎到-5mm)。原矿中金属矿物主要是软锰矿、硬锰矿、褐铁矿,还有一些赤铁矿、水锰矿,脉石矿物主要是石英、绢云母及水云母、高岭石、绿泥石。矿物组成见表1,化学分析结果见表2。

表1 矿物组成

表2 原矿化学分析结果

从表2可以看出,原矿铁的含量较高,不利于在选矿过程中获取高锰品位的锰精矿。原矿含磷量为0.446%,属高磷锰矿石。此外,原矿中伴生组分钴、镍含量较高,需要考查在锰的选矿过程钴、镍的综合回收情况。

1.2 原矿嵌布粒度特性

原矿中硬锰矿多呈显微他形粒状、针状,常与软锰矿、褐铁矿、水锰矿不均匀或较为均匀地相互嵌布在一起形成不规则的团块状、骨架状、同心环带状集合体,粒度一般在0.01～0.2mm间;软锰矿多呈他形微粒状,也有少量呈自形、半自形的显微针柱状,常与软锰矿、褐铁矿、水锰矿不均匀或较为均匀地相互嵌布在一起,粒度一般在0.02～0.2mm间;水锰矿呈他形微粒状,常与软锰矿、硬锰矿、褐铁矿不均匀或较为均匀地相互嵌布在一起,粒度大约0.02mm左右。矿石中对锰矿物回收不利的褐铁矿呈他形微粒状,常与软锰矿、硬锰矿不均匀或较为均匀地相互嵌布在一起,也有部分与绢云母及水云母、高岭石、绿泥石等混杂在一起,粒度一般在0.01～0.1mm间;另有赤铁矿呈他形微粒状,常与褐铁矿、软锰矿共生在一起;工艺矿物学粒度在0.01～0.1mm间。

1.3 锰、铁、磷的赋存状态

矿石中锰主要以硬锰矿、软锰矿的形式存在,少量以复水锰矿的形式存在;铁以褐铁矿的形式存石,少量以赤铁矿的形式存在;磷以磷灰石、胶磷矿的形式存在。

2 选矿试验研究

2.1 洗矿试验

洗矿的目的是通过抛弃锰矿的矿泥,从而达到富集锰的目的,也是考查粗颗粒净矿需不需要进行重选或磁选的技术依据,通过洗矿能达到富集锰精矿,也可以降低选矿成本。对原矿破碎到-5mm、-2mm两种粒度条件下进行洗矿对比试验。试验结果见表3。

表3 洗矿试验结果

从表3可看出,净矿中锰品位都仅在25%～27%之间,达不到精矿品质的要求,故还需要进行重选或磁选以提高精矿的品位。

2.2 重选试验

由于矿石中需回收的目的矿物锰矿物比脉石矿物比重大,故首先选择加工成本较低的重力选矿方案回收锰矿物。从原矿性质可以看出,不宜把原矿磨得过细,所以将原矿样先磨矿至-0.5mm,然后将-0.5mm粒级分级成-0.5+ 0.074、-0.074mm两个粒级,分别进行重选,重选试验流程见图1,试验研究结果见表4。

表4 重选试验结果

从表4试验结果可看到,重选所获得的精矿品位都达到30%左右,但综合回收率仅为44.61%;同时尾矿中锰品位、分布率均较高,说明重选对细粒状的锰矿物的选别效果较差。可见,想通过简单的重选获取高品位、高回收率的锰精矿,在技术上是不可行的。

图1 重选试验流程

2.3 磁选试验

根据矿石中锰矿物的比磁化系数与其他矿物的差异,采用强磁选方法对矿石中锰矿物进行回收试验。

2.3.1 分级磁选试验

采用湿式筛分,粗粒级(-2+0.8mm)产品进行干式强磁选(磁选强度:12000Oe);而细粒级(-0.8mm)产品进入湿式强磁选(磁场强度16800Oe)。试验流程见图2,试验结果见表5。

图2 分级磁选试验流程

表5 分级磁选试验结果

由表5可知,粗粒级(-2+0.8mm)产品干式磁选所获得的锰精矿品位不高,原因是干式磁选时粉状矿物黏附在磁性矿物表面,从而降低了精矿中锰品位,由于原矿-2+0.8mm粒级所占比例不高,且在现场生产中筛分比较困难,故在下一步试验中不再考虑将原矿筛分成多个粒级进行选矿,而是通过一次磨矿后直接进入湿式强磁选。

2.3.2 湿式强磁选试验

2.3.2.1 磨矿细度条件试验

通过试验确定最佳磨矿细度,固定磁场强度为14000Oe。试验流程见图3,结果见表6。

从表6试验结果可知,不同的磨矿细度试验条件下,精矿品位都差不多,主要是因为锰精矿中铁含量比较高,降低了精矿中锰的品位。但粗粒级的回收率要比细粒级的高,故选择磨矿细度-0.8mm粒级进行磁场强度试验。

图3 湿式磁选试验流程

表6 磨矿细度条件试验结果

2.3.2.2 磁场强度条件试验

磨矿细度为-0.8mm的条件下进行不同磁场强度试验,试验流程见图3,结果见表7。

表7 磁场强度试验结果

从表7可以看出,当磁场强度从11000Oe提高到17000Oe时,锰精矿的品位变化不大;磁场强度越高,锰的回收率就越高,但是磁场强度再进一步提高受磁选设备限制,所以,磁场强度以17000Oe为宜。

2.3.3 磁选最终调优验证试验

通过磨矿细度(入选粒度)及磁场强度条件试验的结果,确定了采用磁选法提高该锰矿中锰品位的主要工艺参数:原矿磨矿细度-0.8mm占100%,磁场强度17000Oe。根据条件试验结果,而且采用的选矿方法为强磁选,流程简单,经一次强磁选,所获得的精矿锰品位已达31%,但锰的回收率偏低,要提高精矿产品中锰回收率,故需对磁选粗选尾矿增加一次扫选。矿石磁选调优验证试验平行进行了二组,将各组相对应的产品分别合并,进行计量后送样分析,计算试验所获得的技术指标。试验流程见图4,结果见表8。

图4 磁选最终调优验证试验流程

表8 最终调优验证试验结果

表8试验结果表明,一段强磁选粗选所获得的精矿锰品位保持稳定在31.39%,回收率78.21%,验证了条件试验的结果;增加一段强磁选扫选后,扫选精矿与粗选精矿合并所得混合精矿锰品位仍达到31.12%,回收率提高到83.08%,增加一段扫选,回收率增加了4.87%,说明试验流程是合理的。对锰精矿产品中的镍、钴含量进行分析计算,可知伴生有益组分钴、镍大部分富集在锰精矿产品中,其中镍的回收率达74.61%、钴的回收率达75.25%,在锰的冶炼中,钴、镍是可以综合回收利用的。根据调优验证试验结果,确定“一粗、一扫”的磁选流程为最终选矿流程。

2.3.4 选矿产品考查

锰精矿化学分析见表9。

表9 锰精矿化学分析结果

表9中锰精矿品位为31.12%,含铁13.08%,锰铁比2.38,由于铁的含量比较高,可见在保证较高锰回收率前提下,通过物理选矿难以将矿石中锰品位进一步提高到31%以上;另外锰精矿产品中有害杂质磷含量0.516%,在相对粗的磨矿细度条件下,使磷单体解离而与锰分离是不现实的,但是,细磨会使锰泥化,降低选矿指标。所以,在采用简单的磁选工艺得到较好的选矿指标时,虽然精矿含磷超标,但对该锰矿的选矿工艺是合理的。试验所得锰精矿含镍0.20%,含钴0.0%,所以,也可以根据该锰矿开发利用的实际情况在提取镍、钴的过程中降磷。

3 结论

(1)广西兴业县某锰矿含锰23.59%,含铁11.21%,含磷0.446%,含镍0.15%,含钴0.07%。矿石中锰主要以硬锰矿、软锰矿的形式存在,少量以复水锰矿的形式存在;铁以褐铁矿的形式存石,少量以赤铁矿的形式存在;磷以磷灰石、胶磷矿的形式存在。矿石中组分铁的含量较高,不利于在选矿过程中获取高锰品位的锰精矿,而且含磷高,属高磷锰矿石;伴生组分钴、镍有可能以与锰、铁矿物结合状态存在,锰的选矿过程中要考查钴、镍的综合回收情况。

(2)通过洗矿、重选、磁选试验研究,确定原矿磨至-0.8mm 100%,磁场强度为1700Oe,采用一粗、一扫的磁选流程可以获得品位为31.12%、回收率为83.08%的锰精矿,锰精矿含磷0.516%,在相对粗的磨矿细度条件下,使磷单体解离而与锰分离是不现实的,所以,虽然精矿含磷超标,但是在采用简单的磁选工艺得到较好的选矿指标,对该锰矿的选矿工艺是合理的。

(3)锰精矿含镍0.20%,含钴0.10%,按原矿计算,镍、钴的回收率分别为74.61%和75.25%,磁选工艺在锰得到合理分选的同时,有效综合回收了镍和钴,为在冶炼过程中提取镍和钴奠定了基础。

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

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[3] Л·П·季古诺夫,张兴仁,李长根.锰矿石选矿与湿法冶金处理的现代工艺技术[J].国外金属矿选矿,2007, (8):19-24.

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

韦连军(1972-),男,工程师。