碳酸锰干选线磁选机粘辊行为的研究

符慧文，何溯结，李计成，刘 惠，李美娴，杨 勇，罗朝探

(中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司，广西 大新 532315)

0 前言

锰矿石主要有碳酸锰矿石、氧化锰矿石、共生多金属矿石、硫锰矿石以及锰结核5大类，而我国的锰矿石则以碳酸锰为主，约占总储量的73%［1］。广西大新县的碳酸锰储量为1.441亿 t［2］，居全国首位。磁选是碳酸锰矿比较常见的选别方法，并有较广阔的应用前景［3］。碳酸锰矿属于弱磁性矿物，其有用矿物需要用强磁选才能回收［4］。

强磁选工艺是中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司(以下简称为：大新锰矿分公司)碳酸锰选矿加工的主要工艺。山西太钢不锈钢股份有限公司发表的清除磁选机磁辊粘料的装置专利认为：磁选机经过长期的运行后，磁辊随附着的物料被磁化不易退磁，物料粘在磁辊上形成循环滚动现象，被磁化的物料长时间堆积在磁辊上，不易清理，甚至发生堵料，严重时甚至发生板结现象，使生产无法继续［5］。选别粗颗粒矿石需要克服颗粒本身的重力，大多采用上部给矿的形式，因矿石间的湿润而产生的毛细吸附现象会影响到磁力的分选效果，故对入选的矿石含水量有较严格的要求［6］。针对因碳酸锰干选线磁选机粘辊造成的选别效果不佳、金属流失、回收率下降等问题，本文从强磁性矿物和物料含水量两方面研究磁选机的粘辊行为。

1 试验原料及设备

广西下雷锰矿的矿物种类可分为碳酸盐矿物、硅酸盐矿物和其他矿物。其主要工业矿物是沉积锰矿物(菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石和含锰方解石等)及变质锰矿物(如蔷薇辉石、锰铁叶蛇纹石、锰帘石、褐锰矿、镁铁锰矿和含锰石榴子石等)［7］。

大新锰矿分公司选矿厂磁选用矿为下雷碳酸锰矿，其Mn品位较低，一般为12% ～18%。该矿石为难选型矿石，其原因在于矿石中的含锰矿物和脉石矿物呈微粒、微细粒状且相互均匀紧密嵌布，铁、磷组分大部分类质同象，以细分散状或非晶质微尘赋存在含锰矿物中［8］。

试验选用RK/YC-200永磁磁选机，磁辊尺寸200 mm×150 mm，磁辊转速0～100 r/min。

2 试验结果与分析

2.1 强磁性矿物的粘辊测试

2.1.1 细粒级矿石中的强磁性矿物

为了解碳酸锰细粒级矿石中强磁矿物的含量，特取200 g原矿(未烘干)在不同场强下选别，其结果见表1。

表1 细粒级给料样中强磁性矿物含量

由表1可知，碳酸锰矿中存在一定数量的强磁性矿物。且随着磁场强度增大，吸附在辊筒上的强磁性矿物就越多。

除铁器到皮带距离约40 cm，除铁器表面、除铁器与皮带中间、皮带表面的磁场强度分别为0.30，0.25，0.10 T。表2为强磁性矿物主要物理化学性质。

表2 强磁性矿物主要物理化学性质

2.1.2 强磁性矿物的粘辊测试

将强磁性矿物烘干后筛分为3个粒级，在场强为0.60 T，辊筒转速为20 r/min的条件下分别进行粘辊测试，其结果见表3。

表3 除铁器上强磁性矿物选别测试结果

由表3可知：强磁性矿物在含水量低的情况下，不会引起粘辊现象。

2.2 不同粒级分选试验

在场强为0.60 T，转速为20 r/min的条件下，对细破后的原料进行不同粒级的分选试验，其结果见表4。

表4 不同粒级分选试验结果

由表4可知：水份很低时，不同粒度入选，辊筒表面均无粘辊现象。其中粒度＜0.5 mm的选别效果较差，尾矿品位随着粒度增大而提高，粒度＞7 mm的尾矿品位超出要求。因此应将细破粒度控制在7 mm以下，同时减少矿石破碎过程中的过粉现象是保证选别效果的前提条件。

2.3 相同粒度不同水份选别实验

将粒度＜7 mm的矿石在磁场强度为0.60 T，辊筒转速为20 r/min的条件下进行不同水份选别试验，其结果见表5。

表5 粒度＜7 mm的矿石不同水份含量选别试验

由表5可知：碳酸锰矿石随着水份含量的增加，精矿品位越来越低，尾矿品位越来越高，说明矿石水份含量越高选别效果越差。在水份含量达到4%的时候，辊筒表面出现矿石粘辊现象，有少量强磁性矿物附着在辊筒底部，并随着水份含量增加粘辊现象更加明显。

2.4 相同水份不同粒级选别

由表5可以知道：造成磁选机粘辊是由于物料水份含量超过4%。为了进一步弄清楚粘辊的物料粒级，在水份含量为4%，场强为0.60 T，转速为20 r/min的条件下，进行不同粒级的选别试验，其结果见表6。

表6 相同水份不同粒级选别结果

由表6可知：磁选机粘辊是因为物料粒度＜5 mm，且含水量＞4%所致。粒度＞5 mm的物料不粘辊是由于其自身重力大于其所受的吸附力。粒度＜0.5 mm的物料轻微粘辊是由于细粒物料比表面积大，颗粒间水分产生的粘结力增强，颗粒团聚成块的结果。

3 结论

1)大新锰矿分公司的碳酸锰矿中存在强磁性矿物。研究表明：强磁性矿物在干燥情况下不会出现粘辊现象。

2)水份含量低时，不同粒度的物料选别，均无粘辊现象。在选别中应控制粒度在7 mm以下，可保证选别效果。

3)矿石水份含量越高选别效果越差，在水份含量达到4%时，磁筒表面出现粘辊现象。随着水份含量增加，粘辊现象更加明显。

4)在物料水份含量为4%时，只有粒度＜5 mm的粒级出现粘辊现象。因此入选物料的水份含量应控制在4%以内，且尽量减少细粒级含量。

5)细粒级物料含水量超过4%是造成粘辊的直接原因。磁选设备长期运行，在水份和强磁性矿物的作用下，附着在辊筒上的矿物逐渐堆积，造成磁力下降，选别效果降低。解决粘辊问题应从控制入选物料水份和定期清理辊筒附着的强磁性矿物两方面入手。

［1］朱昌洛，沈明伟.低品位碳酸锰矿的选矿技术现状及进展［J］.矿产综合利用，2010，31(5)：30－33.

［2］何海洲.广西锰矿资源特征及利用现状［J］.资源与产业，2014，16(1)：71－76.

［3］常任.磁电选矿［M］.北京：冶金工业工业出版社，1986.

［4］王珊，方建军，文娅，等.广西大新难处理低品位碳酸锰矿加工工艺研究［J］.中国锰业，2013，31(1)：7－10.

［5］山西太钢不锈钢股份有限公司.清除磁选机磁辊粘料的装置：中国，ZL200920254156.7［P］.2010－07－21.

［6］谭柱中，梅光贵，李维健，等.锰冶金学［M］.长沙：中南大学出版社，2004.

［7］傅文章，刘亚川.广西下雷碳酸锰矿强磁选工艺技术研究［J］.中国锰业，2000，18(3)：14－16.

［8］黄冠汉，农德连，詹海青，等.中信大锰矿业有限责任公司60万t/a碳酸锰选厂的设计与生产实践［J］.中国锰业，2007，25(4)：48－50.