广西大新县土湖锰矿选厂流程技改实践

赵 雷，冯晶品，杨 文，韦权锋

(1.广西新振锰业有限公司，广西大新 532300；2.广西天工冶金科技有限公司，广西南宁 530219)

1 矿山概况

广西新振锰业集团有限公司下属的土湖锰矿是一个具有20多年开采历史的老矿山，地质储量184万t，全部为氧化锰矿，开采方式为露天开采，选矿工艺为洗矿+磁选。由于是老矿山，采选设施及装备比较简陋，洗选效率不高，工人劳动强度大，选别指标低。针对广西新振锰业集团公司下属的土湖锰矿现存的问题，课题组在工艺矿物学研究的基础上，进行选矿工艺研究，特别是对目前丢弃的洗矿细泥和粗粒脉石的回收利用研究，找出最佳的选矿工艺流程。同时对粗粒硅质脉石进行综合利用。通过提质降杂达到提高产品质量、加强综合利用、提高经济效益的目的，同时为土湖锰矿的生存和发展开辟新的资源途径，有效地保护了国家的矿产资源。

2 选厂生产流程考查

为了选择合适的选矿工艺流程，为后续的选矿生产改造提供依据。首先对选厂生产工艺过程进行了综合考查，分别取样分析产品的矿物组成、赋存状态、粒度组成等。

2.1 生产工艺流程

选厂工艺流程为简单的洗选流程(如图1)。由于矿山缺水，洗矿溢流浓度较高，跑粗严重；筛分粒度为7 mm，粗粒级为废石，细粒级进入分选工序。原矿给矿及磁选给矿均为人工给矿。选厂生产的主要指标为：粗选精矿品位31.87%，扫选精矿品位27.09%，干选精矿品位 17.53%，精矿综合品位28.5%，综合回收率40.81%(粗精+扫精)；选厂总回收率49.68%。选矿效益和选矿指标都比较低。

图1 选厂生产工艺流程

2.2 产品分析

对选厂粗选精矿进行了粒度分析和岩矿鉴定，获得的分析结果表明，粗选精矿锰矿物单体较多，所以锰含量较高。连生体主要为细粒、微细粒浸染状，少数为毗邻或穿插连生。扫选精矿中单体锰矿物只占20%，其他的均为连生体，混入的单体脉石占8%～9%，影响产品锰品位的杂质主要是单体脉石及连生体带入的粘土矿物和石英。干选精矿+0.45 mm中单体脉石很多，约为45%～50%，锰矿物单体约20%；-0.45 mm的产品中单体脉石约为25%，锰矿物单体约25%，其余为连生体。影响产品锰品位的杂质主要是与锰连生的粘土和单体脉石。干选尾矿未见单体锰矿物，连生体占20%～25%，锰矿物在连生体中粒度细，且含量少。可见经3次磁选，尾矿中锰的含量已较低，损失在尾矿中的锰是粒度极细的连生体。洗矿溢流+0.45 mm中单体脉石占25%～30%，单体锰矿物占20%，其余为连生体；-0.45 mm中单体脉石占35%，锰矿物单体占25%，其余为连生体。该产品产率较大20.37%，锰含量达9.69%，锰金属占有率达19.33%。

锰矿物主要有硬锰矿、锰土(硬锰矿的一种)、软锰矿；脉石种类主要是石英和粘土矿物；锰矿物主要与粘土矿物和石英、粘土混杂；石英和粘土矿物为影响锰精矿质量的主要杂质；铁矿物与锰矿物共生关系不密切，易分离。矿石的粒度组成分析结果表明锰金属主要分布于+0.5 mm粒级以上，占总锰量的71.59%。总体分布粒度较粗。

2.3 小结

生产指标及产品岩矿鉴定分析可知，由于人工给矿操作不稳定，加上当地缺水，洗矿浓度高(25%)，生产中洗矿效率较低，溢流中+0.074 mm粒级占有率达66.62%，带走了大量单体锰矿物。溢流产品没经进一步分选，造成金属流失严重，锰损失率占19.33%。

磁选效率较低，经两次湿式磁选锰回收率只达到48%，仍有较多的单体锰矿物进入后序的干式磁选，干选精矿中仍有占产率20%的单体锰矿物，干选作业分选效率也不高，夹带较多的脉石进入干选精矿，使干选精矿锰品位不高。造成三段磁选效率都不高的原因主要是电磁感应辊式磁选机已较陈旧，分选效果差。

3 矿山洗矿溢流试验

对这部分产品进行试验室磁选试验，目的是考察回收其中的锰矿物的可能性。对矿山洗矿溢流共进行了两组磁选试验：湿式磁选机试验，磨矿细度86%-0.075 mm(-200目)高梯度磁选机试验。表1和表2为试验结果。

表1 溢流样强磁磁选机磁选试验结果

从表1可以看出使用湿式强磁选机可以有效地回收溢流中的细粒级锰矿物。磁选试验最好指标为精矿锰品位31.41%，作业回收率为65.22%。

表2 溢流样高梯度磁选机磁选试验结果

从表2可以看出在磨矿细度为86%，-0.075(-200目)的情况下，采用高梯度磁选机也可以达到比较理想的回收效果，因此采用磁选的方法可以有效回收溢流中细粒锰矿物。

4 硅质废石的综合利用考察

洗选过程中筛分产出的粗粒废石，含锰4.62%，含二氧化硅87.04%。粗粒废石中的矿物主要是石英，课题组对该样品进行了考察，对废石进行多元素分析，结果如表3。

表3 硅质废石多元素分析结果 %

由多元素分析结果可以看出，二氧化硅的含量仅为87.04%，但废石中的二氧化锰、氧化铁、萤石都是冶炼硅锰铁合金的有用成分。从矿石多元素分析也可以看出，矿石中的碳、磷、硫等影响硅锰合金质量的有害元素含量非常低，这对冶炼产品的质量保证都是非常有好处的。除去废石中的有用成分——二氧化锰和氧化铁，二氧化硅的含量为98.85%，这种石英产品正是冶炼硅锰合金常需要加入的助剂。一般含二氧化硅97%以上的石英就可作为冶炼硅锰合金的硅助剂。由此可知此类硅质废石可作为冶炼硅锰合金的硅助剂，提高从国外进口的高品级锰矿石的含硅量，保证冶炼产品中硅的含量。

公司下属的硅锰合金冶炼厂由于土湖锰矿所产出的锰精矿产量不足，每年需从国外进口大量的高品级锰矿石。长期以来公司一直是从100 km外的地方购买硅石。

为此，课题组提出了采用选矿厂产出的粗粒废石作为硅锰合金冶炼的硅石助剂。

5 技改实践

5.1 流程改造

第一期技术改造工作是进行洗矿磁选作业的机械化改造，将原来的人工给矿—洗矿—固定筛筛分—磁选流程改为铲车—水枪给料—洗矿—振动筛筛分—皮带运输—磁选的机械化生产流程。通过流程改造后，工人劳动强度大大降低，生产指标稳定，效率有明显提高，选厂的处理能力也有了明显的提高。

在完成选厂机械化生产流程技术改造，取得了稳定的生产技术指标后，按照试验研究的成果，选厂进行了第二期技术改造，引进了高新技术产品——DPMS湿式永磁强磁选机设备。由于经费有限，选厂只引进了两台永磁强磁选机，用于粗选。引进该设备后选厂选别指标有了明显提高：粗选精矿品位32.35%，扫选精矿品位 25.88%，干选精矿品位17.79%，精矿综合品位 30.0%，综合回收率55.06%(粗精+扫精)；选厂总回收率80.81%。锰精矿综合品位提高了1.5%；锰综合回收率提高了14.25%；锰总回收率提高了31.5%。

5.2 硅质废石的生产应用

根据课题组提供的技术资料，选厂将10 t原来作为粗粒废石的硅石运送到公司下属的大新硅锰铁合金冶炼厂进行冶炼试验。冶炼产品为硅锰合金，牌号FeM n68Sil8，产品技术指标如表4，指标全部达到国家标准。

表4 硅锰合金6818产品技术指标 %

试验证明，选厂产出的粗粒硅石完全可取代外购的硅石，即节省了外购每吨产品200元的费用，又有效地利用了硅石中的锰矿资源。仅此一项就提高了选厂锰回收率10.73%。目前，土湖锰矿每年产出的硅质废石基本上都是供给公司冶炼厂进行冶炼，取得了很好的经济效益。

6 结语

通过项目的实施，土湖锰矿选矿指标有了明显的提高：锰精矿综合品位提高了1.5%，锰综合回收率提高了14.25%，锰总回收率提高了31.5%。同时土湖锰矿充分利用了有限的矿产资源，为矿山的可持继发展开辟了新的途径。项目实施后，土湖锰矿洗选厂年产值增加1 803万元，节能1 000 t标准煤。对广西各锰矿区加强锰矿的综合回收利用，采用新设备、新工艺具有指导意义。

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