某地低品位难选锰矿石选矿试验研究.pdf

2 0 0 7 年第3 期有色金属 选矿部分 1 5 某地低品位难选锰矿石选矿试验研究 余新文，杨晓军，崔永刚，何剑 国土资源部成都矿产资源监督检测中心，成都6 1 0 0 8 1 摘要针对某地锰矿石特性，采用浮选工艺可获得品位为2 3 ．3 5 ％、回收率为7 6 ．5 8 ％的锰精矿，中性焙烧可使浮 选精矿锰品位提高到3 0 ．5 5 ％。指标较理想。 关键词锰矿石；浮选；焙烧 中图分类号T I 9 5 1 ．2文献标识码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 0 7 0 3 - 0 0 1 5 - - 0 3 锰矿及其深加工产品已经广泛应用于国民经济 的各个领域，是冶金及许多工业部门不可缺少的重 要原料。“无锰不成钢”，无锰便没有近代的电池工业 和现代用于电子技术的磁性材料工业。锰矿在我国 分布极不平衡，多为中小型矿床，以贫矿为主，杂质 含量高，优质锰矿少，结构复杂，粒度缅。近几年， 由于钢铁及相关行业的迅猛发展，对锰矿石的需求 日益增长，这就极大刺激了矿业公司的开发热情。最 近，我们对某地难选锰矿石进行了选矿试验研究。 该矿金属矿物有菱锰矿、软锰矿、水 褐 锰矿、 磁铁矿及黄铁矿等，具微泥晶结构、他形粒状结构、 自形半自形粒状结构，条带状构造、星散稀疏浸 染状构造。锰以微细粒均匀分散于矿石中，矿石解离 不易，分选富集较难。 重选和磁选均不能使锰很好地富集。采用浮选 工艺可获品位2 3 ．3 5 ％、回收率7 6 ．5 8 ％的锰精矿。中 性焙烧可使浮选精矿锰品位提高到3 0 ．5 5 ％，含铁 6 ．8 1 ％、含磷0 ．1 4 ％。 。 ． 1 矿石性质及粒度组成 1 ．1 矿石性质 主要金属矿物有菱锰矿、软锰矿、水 褐 锰矿、 磁铁矿、黄铁矿等，脉石矿物以石英、白云石、黏土矿 物为主，其次为绿泥石、绢云母、绿帘石、黑云母等。 原矿锰品位1 7 ．6 1 ％，锰主要含于碳酸锰中，占 有率7 4 。9 6 ％，其次存在于软锰矿、水 褐 锰矿中。 菱锰矿成他形粒状，粒度细小，一般为一0 ．0 3 r a m ，为 微泥晶菱锰矿。多集中构成以菱锰矿为主的条带， 条带显深浅不同的褐、红色色调，有一定的方向性，近 于平行排列。与石英、白云石、绿泥石、绢云母等矿物 紧密共生。 矿石主要构造为条带状构造，其次为星散一稀 疏浸染状构造等。结构以微泥晶结构为主，其次为他 形粒状结构、自形半自形粒状结构等。 原涨分析及谳分析结果贼1 、表2 。 表l原矿化学多元素分析结果／％ T a bIT h ea n a l y s i sr e s u l t so fd i f f e r e n te l e m e n to f n l n - o f - m i n eo r e ／％ 含量1 7 ．6 16 ．9 90 ．0 8 3 0 ．0 5 82 8 ．3 61 ．6 7 3 ．1 8 3 ．9 20 ．3 5 31 6 ．5 3 表2原矿锰物相分析结果肱 T a b2T h ea n a l y s i sr e s u l t so fm a n g a n e s ep h a s eo f m n o f 二m i n eo r e ／％ 相名碳酸锰软锰矿水 褐 锰矿硅酸锰其它锰全锰 含量1 3 ．2 0 1 ．5 51 ．4 70 ．6 4O ．7 5 1 7 ．6 1 分布率 7 4 ．9 68 ．8 08 ．3 53 ．6 3 4 ．2 61 0 0 ．0 1 ．2 原矿粒度组成 将原矿筛分成6 个级别，分析结果表明锰以很 均匀的形式分布于各级别中，分布率与各级别产率 关系密切。锰在 O ．2 m m 粒级中的分布率为7 6 ．7 8 ％。 表3原矿粒度组成肱 T a b3 ％es i z ed i s t r i b u t i o no fr u n o f - m i n eo r e ／％ 收稿日期2 0 0 7 - 0 1 - 0 5 作者简介余新文 1 9 7 8 一 ，男，浙江淳安人，助理工程师，从事选矿研究工作。 万方数据 1 6 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第3 期 原矿粒度组成见表3 。 2 选矿试验 我国锰矿在选、冶方面已经形成较完备的工业 体系，低品位锰矿石富集的有效途径是通过选矿实 现“贫变富”。目前，回收锰矿石的主要方法有重选、 磁选、浮选以及火法富集，或者几种方法联合使用。 氧化锰矿石的选矿方法主要以重选、强磁选为主，有 时配以洗矿作业；碳酸锰矿石主要以浮选为主，有时 配以重选和强磁选。 2 ．1 重选试验 重力选矿是根据各种矿物的密度和粒度不同进 行分选的。锰矿石的密度与硅酸盐类脉石有显著差 异，大多可以采用重选富集。本研究经过给矿粒度试 验、给矿量试验、摇床坡度以及冲程冲次等一系列条 件试验后，虽可使精矿锰含量富集到2 0 ．2 4 ％，但回 收率仅有1 4 ．8 0 ％，效果很差。 2 ．2 磁选试验 锰矿物属弱磁性矿物，大都是顺磁性，其比磁 化率和脉石矿物的差别较大[ 2 1 。为了提高锰品位和 回收率，将原矿磨细至一0 ．2 m m ，先脱泥再经弱磁选 除去强磁性物质后，用9 0 0 m T 的磁场强度进行强 磁选富集，精矿锰含量可提高到2 3 ．2 5 ％，回收率 4 1 ．4 1 ％。 2 ．3 浮选试验 由于矿物的可浮性可以通过添加药剂等手段来 改变，一些密度和磁陛接近的锰矿物、铁矿物和其他 脉石矿物可以通过浮选分开。锰矿石的浮选有正、反 浮选，目前国内外应用的主要是正浮选。当前锰矿石 的浮选捕收剂主要有油酸、氧化石蜡皂、塔尔油等脂 肪酸类药剂[ 3 1 。 通过对比试验得知，我单位Y L l 捕收剂对该 锰矿的捕收能力较强，选择性也较好，浮选锰精矿品 位和回收率均较高，且此药剂无毒，对环境无污染，价 格适中。因此，本试验研究确定使用Y L - l 捕收剂。 2 ．3 ．1 条件试验 经过详细的磨矿细度试验、碳酸钠用量试验、水 玻璃用量试验以及捕收剂Y L 一1 用量试验后，得出 最佳药剂制度为磨矿细度一7 4 1 z m 占9 1 ％左右，碳 酸钠1 k 卧，水玻璃1 ．5 k 趴，捕收剂Y L 一18 0 0 s ／t 。试 验流程见图1 ，从表4 试验结果可知，经一次粗选、 一次扫选就可得品位2 1 ．2 2 ％、回收率8 1 ．6 7 ％的锰 精矿，尾矿含锰仅5 ．4 4 ％。 2 ．3 ．2 精选试验 表4条件试验结果，％ T a b4T h er e s u l t so fc o n d i t i o nt e s t s ／％ 中矿’尾矿 s ／t 图1 条件试验流程 F i g 1T h ef l o w s h e e to fc o n d i t i o nt e s t s 按图2 流程及药剂条件进行精选试验，试验结 果列于表5 。粗精矿经过3 次精选，精矿锰品位可达 到2 4 ．1 7 ％。回收率为6 0 ．7 5 ％。尾矿锰品位仅为 5 ．3 4 ％，损失率为5 ．3 8 ％。 表5 T a b5 精选试验结果肱 T h er e s u l t so fc l e a n i n gt e s t s ／％ 2 ．3 ．3 闭路试验 按图3 流程及条件进行闭路试验，试验结果列于 表6 。 表6闭路试验结果／％ ’T a b 6T h er e s u l t so fc l o s e dc i r c u i tt e s t ／％ 2 ．3 ．4 浮选精矿中性焙烧试验 根据矿物的化学性质，将浮选碳酸锰精矿进行 万方数据 2 0 0 7 年第3 期余新文等某地低品位难选锰矿石选矿试验研究 1 7 原矿药剂用量单位驴 5 0 0 3 0 0 精矿中矿l 图2 精选试验流程 F i g2 T h ef l o w s h e e to fc l e a n i n g 中性焙烧，使之转化为锰的氧化物，以提高锰的含量。 碳酸锰矿石焙烧原理碳酸锰受热分解，放出二 氧化碳、结晶水及挥发物，使碳酸锰转化成锰的氧化 物。焙烧氧化过程为 M n C 0 3 』bM n O C 0 2 M n O 中锰为7 7 ．4 6 ％ 3 M n O C 0 2 』■，M n 3 0 d , C O M n 3 0 4 中的锰为7 2 ．0 5 ％ 2 M n O C 0 2 』bM I ∞C O M n 2 0 3 中的锰为6 9 ．6 2 ％ [ 4 】 焙烧试验条件温度7 5 0 ℃、时间6 0 m i n 。浮选精 矿经中性焙烧以后，锰品位从2 3 ．3 5 ％提高到 3 0 ．5 5 ％，此时含铁6 ．8 1 ％、含磷O ．1 4 ％。质量达到冶 金用锰矿石A 5 品级标准。 3 结语 1 ．本锰矿原矿锰品位1 7 ．6 1 ％，以碳酸锰为主， 占7 4 ．9 6 ％。金属矿物有菱锰矿、软锰矿、水 褐 锰 矿、磁铁矿及黄铁矿等，以微泥晶结构、条带状构造 为主。锰以微细粒均匀分散于矿石中，矿石较难解离 精矿 图3 闭路试验流程 F i g3 T h ef l o w s h e e to fc l o s e dc i r c u i tt e s t 和选矿富集。， 2 ．矿石在磨矿细度一7 4 斗m 占9 1 ％时，采用Y L - 1 捕收剂，经一次粗选、一次扫选、三次精选的闭路 工艺流程可得产率5 7 ．8 9 ％、品位2 3 ．3 5 ％、回收率为 7 6 ．5 8 ％的锰精矿。 3 ．中性焙烧可使浮选精矿锰品位提高到 3 0 ．5 5 ％，此时含铁6 ．8 1 ％、含磷O ．1 4 ％。质量达到冶 金用锰矿石A 5 品级标准。 参考文献 [ 1 ] 张泾生。周光华．锰矿石选矿．当代世界的矿物加工技术与 装备第十届选矿年评[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 6 ． [ 2 ] 王常任．磁电选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 6 ． [ 3 ] 胡为柏。浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 9 ． [ 4 ] 崔恩静，任金菊，马晶，等．高磷低锰难选矿石除磷提高锰 矿品位试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 4 ， 3 3 6 - 3 9 ． M 【I N E R A LP R O C E S S I N Gl t E S E A R C HO NA C E R A T A I NA N DL O WM A N G A N E S EO R E l 可．X i n w e n ，Y A N GX i a o j u n ，C U IY o n g g a n g ，丑露J i a n C h e n g d uM i n e r a lR e s o u r c e sT e s t i n gC e n t e ro fT h eM i n i s t r yo fL a n da n dR e s o u r c e s ， C h e n g d u6 1 0 0 8 1 ，C h i n a A B S T R A C T Af l o t a t i o nc o m b i n e dc o n c e n t r a t i o nh a sb e e nr e s e a r c h e d ，f r o mt h ec h a r a c t e r i s t i c so fam a n g a n e s eo r e ． W eo b t a i n e dt h eq u a l i f i e dm a n g a n e s ec o n c e n t r a t ew i t h2 3 ．3 5 ％M n ，a n dt h er e c o v e r yr a t eo fm a n g a n e s ei s 7 6 ．5 8 ％．T h em a n g a n e s eg r a d eo fc o n c e n t r a t ei su pt o3 0 ．5 5 ％b yr o a s t p r o c e s s i n g ，t h e nag o o di n d e xh a s b e e ng o t ．’ K E YW O R D S m a n g a n e s eo r e ；f l o t a t i o n ；r o a s t i n g 万方数据