四川某复杂铁锰矿可选性试验研究

余永红 周意超

摘 要：四川某铁锰矿矿石以含氧化锰矿铁矿石、针铁矿矿石和含菱锰矿白云石为主要矿物。通过对其矿石性质进行可选性工艺研究和探索性试验，确定了采用弱磁-强磁联合工艺进行选别，所得铁精矿铁品位60.04%，铁回收率为16.70%，相对其中磁铁矿的回收率为71.18%；锰精矿锰品位为23.37%，锰回收率为81.92%，选别指标较好。研究结果也可为类似矿石的选别提供一定的指导依据。

关键词：铁锰矿；弱磁；强磁；菱锰矿

引言

锰是一种重要的金属元素，主要作为各种金属材料的合金元素、脱氧剂和脱硫剂，是钢中除铁元素以外用量最大的元素，有“无锰不成钢”之说[1-3]。近年来，锰金属价格持续上涨，锰矿开发迎来了机遇和发展，研究开发利用好锰矿或者铁锰矿意义重大[4-6]。四川某铁锰矿矿石以含氧化锰矿铁矿石、针铁矿矿石和含菱锰矿白云石为主要矿物，储量丰富，但还未进行开发生产。我们针对其矿石性质进行了可选性工艺研究和探索性试验，并在实验结果基础上提出了选别流程。研究结果对类似矿石的选别也具有一定的指导意义。

1 矿石性质

1.1 矿石化学组成

矿石的化学组成主要进行了原矿化学多项元素分析、原矿铁化学物相分析及原矿锰化学物相分析等研究工作，原矿化学多项分析见表1，原矿铁化学物相分析见表2，原矿锰化学物相分析见表3。

从表1、2、3中看出：矿石中铁品位为17.73%，主要以氧化铁形式存在，磁铁矿相铁品位为4.16%，占全铁的23.46%，赤、褐铁矿相铁品位为7.99%，占全铁的45.06%。矿石中的锰品位为18.78%，主要以菱锰矿形式存在，菱锰矿中Mn品位为16.28%，占全锰的86.69%，其次为褐（水）锰矿和软锰矿，分别占全锰的7.88%和2.13%。

1.2 岩石鉴定

通过岩矿鉴定，该矿矿石主要分为三类： 含氧化锰矿铁矿石、针铁矿矿石和含菱锰矿白云石。

含氧化锰矿铁矿石：黄褐色夹白色，致密块状构造。金属矿物主要为黄铁矿，另有部分褐铁矿、磁铁矿、软锰矿和硬锰矿。非金属矿物主要由石英、白云石组成，另有部分粘土矿物和白云母。针铁矿矿石：矿石主要由针铁矿和白云石组成，另有部分石英和粘土。含菱锰矿白云石：矿石主要由白云石及部分玉髓、石英、炭质组成，另含有少量的磁铁矿和菱锰矿。

2 试验研究

根据原矿性质及试验的目的、要求，我们对比了该矿样在重-磁联合工艺试验、弱磁-强磁联合工艺试验等探索性流程下的研究结果。最终决定采用弱磁-强磁联合工艺进行选别，下面的试验都是依据此工艺进行的。

2.1 磨矿细度条件试验

磨矿细度条件试验流程见图1，试验结果见图2。

从图2试验结果可知：随磨矿细度变细，铁粗精矿中铁品位呈上升趋势，其中锰品位呈下降趋势，铁粗精矿铁回收率呈下降趋势，其中锰回收率呈下降趋势，综合考虑铁粗精矿铁的回收和尾矿中锰的回收，选择磨矿细度为-0.074mm含量87.63%的条件较好，在此条件下，铁粗选的综合指标较好，铁粗精矿铁品位为44.29%，有93.87%的锰在弱磁选尾矿中，其锰品位为19.11%。

2.2 弱磁选选铁磁场强度条件和精选试验

磨矿细度为-0.074mm 含量87.63%条件下进行不同磁场强度的弱磁选试验，为了提高铁精矿铁品位，增加了一次精选，磁场强度条件和精选试验工艺流程见图3，试验结果见表4，铁精矿多项分析结果见表5。

表4 磁选粗选铁粗精矿精选试验结果

表5 磁选粗选铁粗精矿精选试验铁精矿多项分析结果

从表4、5可以看出，在1050奥斯特和1200奥斯特的磁场强度条件试验结果差别不大，综合考虑，选择粗选磁场强度为1050奥斯特。磁铁矿铁精矿全铁品位达60.04%，磁铁矿精矿达到了炼铁用铁矿石指标，产率为5.02%，回收率为17.00%，相对全铁回收率很低，主要原因是其中磁铁矿相铁含量太低，仅占23.46%，但相对其中磁铁矿的回收率很高为71.18%，从中也可看出90%以上的锰富集于弱磁选尾矿中。

2.3 强磁选选锰试验

由弱磁选试验结果可以看出90%以上的锰富集于弱磁选尾矿中，故对三种不同磨矿细度下的弱磁选尾矿进行强磁选选锰的选别试验，试验工艺流程见图4，锰精矿产品锰、铁指标见图5-图7。

从图5-图7结果可知：在磨矿细度为-0.074mm含量87.63%、磁场强度为1.3K Oe时选锰指标较好，锰精矿锰品位23.37%，铁品位17.88%，锰回收率81.92%，铁回收率66.41%。而在这一磨矿细度下的磁铁矿选别指标也较好。

2.4 推荐流程

根据对该铁锰矿原矿进行的弱磁-强磁选联合工艺试验等选矿研究结果的分析可知，弱磁-强磁选联合工艺方案试验指标较好，所以推荐弱磁-强磁选联合工艺作为将来开发利用该铁锰矿的方案，其工艺流程见图8。

3 结束语

3.1 四川某铁锰矿矿石主要分为三类： 含氧化锰矿铁矿石、针铁矿矿石和含菱锰矿白云石。矿石中铁品位为17.73%，主要以氧化铁形式存在，磁铁矿相铁品位为4.16%，占全铁的23.46%，赤、褐铁矿相铁品位为7.99%，占全铁的45.06%。矿石中的锰品位为 18.78 %，主要以菱锰矿形式存在，菱锰矿中Mn 品位为16.28%，占全锰的86.69%，其次为褐（水）锰矿和软锰矿，分别占全锰的7.88%和2.13%。

3.2 该铁锰矿属于可选矿石，经过探索实验确定采用弱磁-强磁选联合工艺，所得铁精矿铁品位60.04%，相对原矿全铁回收率为16.70%，相对其中磁铁矿的回收率为71.18%；锰精矿产率为65.85%，锰精矿锰品位为23.37%，锰回收率为81.92%，选别指标较好。

3.3 推荐弱磁-强磁选联合工艺作为将来开发利用的工业生产方案，该工艺流程简单易行，在工业应用中很容易实施。该铁锰矿选矿厂一旦建成投产，在资源保障的情况下，其经济效益相当显著。

参考文献

[1]师伟红，杨波，田锋，等. 西南某地铁锰矿开发利用的选矿探索试验[J]， 中国锰业，2006，24（4）：18-22.

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[3]洪世琨.我国锰矿资源开采现状与可持续发展的研究[J]. 中国锰业，2011，29（3）：13-16.

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[6]王宇斌，卫亚儒，王肖飞，等.甘肃某铁锰矿选矿试验研究[J]. 矿产保护与利用，2009，28（5）：32-34.