氧化锰细粒级尾矿选矿回收研究及实践

唐秀东

(福建省连城锰矿有限责任公司，福建 连城 366215)

福建省连城锰矿有限责任公司(以下简称为：公司)兰桥矿区已开采三十多年，以氧化锰矿石为开采对象，其锰矿石有益成分高，是生产天然放电锰粉和硅锰合金的优质原料。兰桥矿区锰矿资源具有上富下贫、富少贫多且杂而细的特点。随着多年的开采，矿石品位逐渐变低，粉率逐渐变高，直接影响选厂的选别指标［1］。选厂多年来经过多次选矿工艺流程优化技改，粗粒级(+1 mm)锰矿石已得到了有效回收，同时在尾矿沟后端加入4段跳汰扫选流程进行回收尾矿，但仍难以有效回收尾矿中以细粒级锰矿(－1 mm)为主的洗矿机溢流矿，导致大量细粒级锰矿流失。为此，加强对细粒级尾矿的回收是加强资源回收提高企业效益的必然选择。

1 矿石性质

兰桥矿区矿床类型为风化琳积型锰矿床，矿石类型为淋滤型氧化锰矿，主要矿物有软锰矿、硬锰矿、锰土等，脉石矿物有石英、高岭土、褐铁矿等。在矿石中，软锰矿、硬锰矿、锰土呈共生关系，难以分选，矿石构造有土状、粉状、块状、粒状等，以土状、块状为主，贫矿含锰品位在8% ～18%左右［2］。原矿多元素分析结果见表1。

表1 原矿多元素分析结果(质量分数)/%

表1表明，原矿的锰品位为13.60%，主要杂质是SiO2。原矿中锰的化学物相分析结果见表2［3］。

表2 原矿中锰的化学物相分析结果 %

表2表明，原矿中的锰主要以氧化物形式存在。

2 回收方案的选择

兰桥矿区氧化锰矿石具有粉率和泥化程度高的特点，在进入重选和磁选工艺之前先进行洗矿机洗矿，洗矿机溢流矿直接排至尾矿沟与总尾矿汇合进入尾矿库，称之为细粒级尾矿，产率在30% ～40%左右，粒度分析结果见表3。

表3 细粒级尾矿粒度分析结果

表3表明，细粒级尾矿粒度较细，－0.074 mm粒级和－0.038 mm 粒级分别占74.67%和26.81%，其中－0.074 mm锰分布率达到了65.83%，且粒度越细，锰品位越低。实践表明，兰桥矿区氧化锰矿石磨矿至－1 mm时单体解离度达到97%以上，根据粒度分析结果，细粒级尾矿不需要进行磨矿即可进行选别。

兰桥矿区氧化锰矿石中有用矿物和脉石矿物的比重差异比较小，细粒级尾矿经过洗矿机洗矿后的溢流产物，其差异更小。若采用重选回收有用矿物难以达到理想指标。为此，重选回收的方案不宜采用［4］。细粒级尾矿属氧化矿，根据相关资料，采用浮选方案，其用药量较大，分选效果一般，从成本、环保和选矿指标的角度上分析，难以获得经济效益。因此，浮选回收的方案也不宜采用。

由于氧化锰矿物的比磁化系数比脉石矿物较大，采用强磁方法将其与脉石分离较为理想。氧化锰矿石中主要矿物的比磁化系数和比重见表4。

表4 氧化锰矿石中主要矿物的比磁化系数和比重

3 选矿试验

2014年初，公司试验人员利用国内相关厂家的立环高梯度磁选设备进行磁选试验，磁选试验结果见表5。

表5 磁选试验结果

表5表明，磁选精矿品位随着磁场强度的提高而降低，精矿回收率随着磁场强度的提高而提高。当磁场强度在11 000 kA/m时，选矿指标最为理想，一次磁选不仅得到产率为24.96%含锰38.62%的精矿，同时得到74.10%的回收率。试验表明使用该设备进行磁选回收细粒级尾矿可得到较好的选别指标。

4 工艺应用

4.1 工艺流程

公司确定使用该选矿工艺回收细粒级尾矿，随即投入建设，选矿工艺流程见图1，于2015年2月正式投入生产。

图1 细粒级选矿工艺流程

4.2 选别结果

该工艺生产选别指标见表6。

表6 细粒级选矿工艺生产选别指标

表6表明，该细粒级选矿工艺生产实际选别指标与试验指标基本相同，在原矿指标较差的条件下，经过一次磁选，可以得到氧化锰精矿含锰40.32%、产率24.89%、回收率74.97%的较好指标。同时该工艺生产中指标稳定，操作简单便捷，维护保养简易且周期较长，台班用工量较少，仅两人/班就可实现生产操作。为此，该工艺简单可行，能为企业提高经济效益的同时也为国家珍贵锰矿资源得到有效充分利用做出一定贡献。

4.3 存在的问题

精矿冲洗用水量较大，约为35 t/h，精矿含水量较大导致脱水难度较高;细粒级尾矿粒度过细，导致水力旋流器分级效果不佳，存在小部分跑尾;考虑成本与效益等因素，流程设计时未进行多次选别，若采用多次选别，回收率可以得到更高。

5 结论

我国氧化锰锰矿开采已有多年历史，由于早中期选矿技术较为落后，在选别过程中只选出品位较高、粒度较粗的锰矿石，其余部分抛尾，未得到有效利用。同时，目前开采的矿石品位愈低、粒度愈细、粉率愈高，选别难度很大。如何有效回收以上矿石中的细粒级锰矿是当前急需解决的技术难题。

公司兰桥矿区对氧化锰细粒级尾矿进行了磁选回收的试验研究，确定回收细粒级尾矿生产工艺方案并投入使用，生产中单一磁选得到产率24.89%、锰品位40.32%、锰回收率74.97%的锰精矿，得到较好的选别指标，为细粒级锰矿的回收提供了技术参考。

［1］郭天煌.连城锰矿氧化锰矿选矿工作回顾［J］.中国锰业，2000，18(2)：4 －6.

［2］黄献丽，孙文英.连城锰矿兰桥选矿厂选矿工艺的技改［J］.中国锰业，2000，18(3)：19－21.

［3］曾克新，蚁梅春，陈让怀.微细粒级贫锰矿选矿回收工艺研究［J］.中国锰业，2010，28(2)：15－17.

［4］郭天煌.利用PMHIS干式永磁磁选机对氧化锰尾矿的回收实践［J］.中国锰业，2000，18(3)：17－24.