进口锰矿在电解金属锰生产中的应用前景

李维健

(中信大锰矿业有限责任公司，广西南宁 530028)

1 国内锰矿资源现状

1.1 储量分布

我国已探明锰矿储量6.88亿t，广西和湖南2地储量占总储量的60%，分布极不均衡。其详细分布见表1。

表1 中国锰矿储量分布 %

2010年，中国锰矿年消耗量突破3 000万t，其中进口锰矿突破1 000万t，而且进口量呈逐年增加的趋势，其主要用于钢铁工业[1]。2010年锰矿石消耗量(按重量计)分布见表2。

表2 2010年中国锰矿石消耗量 %

我国锰矿区中，资源储量超过1亿t的仅1处——广西下雷锰矿床，大型矿床有(≥2 000万 t)6处，中型矿床(200～2 000万t)54处，其余为小型矿床。这种分布特点增加了充分利用现代化工业技术进行开采的难度。历年来，80%以上的锰矿产量来自地方中、小矿山及民采矿山。

1.2 国内锰矿资源特点

1)矿石以质量较差的贫矿为主

我国锰矿石类型以碳酸锰矿石为主，约占总储量的73%，其次为铁锰矿石和氧化锰矿石。锰矿石的特点是贫、杂、细。绝大部分为贫锰矿，富锰矿石仅占总储量的6.4%，而且一些富锰矿石在工业生产利用时仍须工业加工。全国现利用的锰矿石平均品位为20%左右，仅为目前国际商品锰矿石品位的50%左右；其中碳酸锰矿石平均品位18%左右，氧化锰矿石平均含锰24%。实际上，当前部分厂家利用碳酸锰矿石的品位已到13%左右，几乎没有盈利空间。

2)杂质含量高

在已勘查的矿床中，磷含量超过标准的占49.6%，铁含量超过标准的占73%。利用国内锰矿进行生产，其除杂的成本较高。

3)矿石粒度细且结构复杂

绝大多数锰矿床属细粒或微细粒嵌布，锰矿物和其它脉石矿物呈细粒嵌布，粒径分布从小于1μm到几微米、十几微米、几十微米不等。矿物种类繁多，选矿难度大。

4)矿石物质组分复杂

在已经勘查的锰矿床中共、伴生矿床有42个，共、伴生组分主要是银、铅、锌、钴等。

5)矿床开采条件恶劣

我国近80%的锰矿属于沉积或沉积变质型，这类矿床分布面广，矿体呈多层薄层状、缓倾斜、埋藏深，需要进行地下开采，开采技术条件差。适合露天开采的矿床的储量只占全国总储量的6%。

1.3 国内锰矿资源选矿难度大

我国锰矿绝大多数属于贫矿，必须进行选矿处理。但由于多数锰矿石属细粒或微细粒嵌布，并有相当数量的高磷矿、高铁矿和共(伴)生有益金属，因此给选矿加工带来很大难度。锰矿选矿存在以下几方面的技术难点：

a锰矿物嵌布粒度细，大部分在20μm以下，碳酸盐类矿石可浮选性能差。

b矿浆离子复杂，钙、镁、铁、铝等离子严重影响浮选过程，表面转化严重，菱锰矿表面呈碳酸钙、碳酸镁、碳酸锰3种矿物的性质。

c浮选药剂选择性不高，碳酸锰与碳酸钙、磷灰石分离困难。

d由于表面电性相反，导致异相凝聚严重，尤其是与含硅矿物的凝聚，锰矿物与脉石矿物的选择性分离程度差。

e碳酸锰矿品位低，矿石性质复杂，造成选矿指标偏低。近几年我国在锰矿浮选方面，无论是工艺、药剂的研究、还是浮选机理的探讨等均没有新的进展与突破。因此，锰矿浮选工艺及理论研究与应用水平亟待提高。

f单一的选矿方法，尤其是用物理选矿方法处理低品位锰矿石(M n≤20%)仅能恢复矿石的地质品位，品质仍达不到冶金用锰入炉要求(M n≥32%)。

2 国内锰矿在电解金属锰生产中的不足

1)过度消耗导致开采品位不断下降

中国电解金属锰近几年的迅猛发展给国内低品位锰矿(M n＜20%)利用带来了生机，经济开采品位从M n12%下调为10%。国内锰矿的过度消耗导致开采品位不断下降。一些电解金属锰生产企业已在利用M n8%(碳酸锰)作为生产原料[2]，造成指标恶化，渣量大增，环境压力增大。

2)自有矿资源不足和产量不稳定

中国电解金属锰生产企业数量多达230家，自有矿山的电解金属锰企业仅41家，产能不足100万t。大部分电解金属锰生产企业需要靠外购锰矿来进行生产，产量极不稳定。

3)经济效益低

利用低品位(M n＜12%)锰矿生产电解金属锰，并不能给企业带来稳定的经济效益，尤其是靠外购锰矿的电解金属锰生产企业，运输费用大，矿石价格较高，盈利空间薄。

3 进口锰矿在电解金属锰生产中的应用优势

1)锰含量高

碳酸锰一般M n含量＞23%，氧化锰一般M n含量＞40%，为电解金属锰企业提高设备利用率进而提高工效创造了有力条件。进口锰矿主产区包括澳大利亚、巴西、保加利亚、加蓬、南非和印尼[3]，其中氧化锰矿以印尼矿的锰含量最高，超过50%。锰含量较低的南非矿也有39.71%。碳酸锰矿的锰含量相对氧化锰矿而言偏低。但与国内碳酸锰矿相比，含锰量26.03%的保加利亚矿的优势还是非常明显。国外锰矿的多元素含量分析结果分别见表4～10。

表4 澳大利亚某氧化锰(澳洲籽矿)多元素分析 %

表5 澳洲某氧化锰多元素分析 %

2)锰回收率高

碳酸锰一般M n回收率＞80%，氧化锰一般M n回收率＞85%。当电解液锰浓度一定时，含锰量高的矿石可以减少加入量，增加反应液固比，提高锰浸出率，减少渣量，从而可以减少硫酸锰的损失，达到提高锰回收率的目的(锰品位提高1%，金属回收率可提高0.3%～0.5%)。

表6 巴西某氧化锰多元素分析 %

表7 保加利亚某碳酸锰矿分析 %

表8 加蓬某氧化锰小粒子矿多元素分析 %

表9 南非某氧化锰多元素分析 %

表10 印尼某氧化锰矿多元素分析 %

3)硫酸锰制液成本低

锰品位提高1%，生产每吨电解金属锰产品矿耗下降200～250 kg，硫酸用量下降50～80 kg，液氨用量下降15～25 kg。

4)渣量少且环境压力小

锰品位提高1%，生产每吨电解金属锰产品可减少150～200 kg渣，可大大减少堆渣压力，从而减轻了环保压力。

5)可降低新建电解金属锰企业的投资成本

当锰品位从20%提高到40%，化合槽、压滤机可节省50%的投入，排渣场容量可同等减半，进而节省了用地面积，达到节省投资的目地。

4 进口锰矿在电解金属锰生产中的应用前景

1)国内锰矿的过度消耗将导致部分企业转向利用进口高品级锰矿。

2)当进口锰矿与国内锰矿价差不大(＜10元人民币/吨度)时，选用进口高品级锰矿更有优势。

3)当环境(排渣场)容量有限或运渣距离较远，选用进口高品级锰矿更为有利。

4)当企业电、汽、煤价比较低廉，选用进口高品级锰矿更为有利。

[1]周健.论近3年中国锰矿市场[J].中国锰业，2010，28(3)：8-10.

[2]朱昌洛，沈明伟.碳酸锰矿的利用现状及展望[J].矿产保护与利用，2011(3)：50-53.

[3]金海燕.进口锰矿价格将触底反弹[J].中国金属通报，2009(3)：18-19.