云南某低品位锰矿选矿工艺研究

蒋太国，魏志聪

(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093;2.省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，云南 昆明 650093)

锰的用途广泛，是重要的黑色金属，主要用于钢铁、有色冶金、电池、电子、化工等行业和部门，其中90%的锰用于钢铁行业，在国民经济发展中具有十分重要的战略意义。我国的锰矿资源丰富，已探明的地质储量超过4亿 t，在全球排名第7［1－3］。其特点是:分布不均匀;大型特大型矿少，中小型矿多;富矿少，贫矿多;难采难选矿多，易采易选矿少［4－5］。随着锰矿资源的不断开发利用，易处理资源量不断减少，贫锰矿的开发利用必将成为有益补充。本文以云南某低品位的锰矿石为研究对象，进一步探寻该锰矿石的最佳选矿工艺，为低品位锰矿的高效利用提供借鉴意义。

1 原矿性质

该锰矿石的构造主要为网脉浸染状构造和碎裂岩化构造，主要结构为胶装结构、微晶结构以及他型粒状结构等。矿石的结构和构造较为复杂，主要有用矿物为软锰矿、锰铝榴石、褐铁矿，主要的脉石矿物为石英，其次为绢云母。原矿的多元素分析结果及锰物相分析结果分别如表1～2所示。

表1 原矿多元素分析结果(质量分数)/%

由表1可知:原矿中锰含量较高，是主要的回收对象，此外有害元素铁、磷含量较高，对提高锰精矿产品质量影响较大。

表2 原矿锰物相分析结果 %

从表2可知:锰矿石中的锰主要以软锰矿的形式存在，其次是锰铝榴石，此外有少量的锰存在于褐铁矿、石英及其他矿物中。

2 工艺流程的选择

通常，锰矿物常见的主要选矿方法有强磁选、浮选、重选或其他联合流程。原矿中软锰矿和锰铝榴石属弱磁性矿物，而石英、绢云母等脉石矿物无磁性，采用强磁选工艺可以实现锰矿物的分离与富集。另外，软锰矿和锰铝榴石在比重、可浮性两个方面与脉石矿物之间均存在一定的差异，也可采用摇床重选和浮选两种工艺进行探索。

因此，本文分别拟定并开展了高梯度强磁选、摇床重选和浮选3种工艺的探索对比试验，并筛选、确定出合理的选矿工艺流程和技术经济指标。

2.1 高梯度强磁选工艺

在锰矿的工业生产中，常采用高梯度强磁选工艺分离、富集锰矿。本文对原矿进行了高梯度强磁选探索试验。试验用SLON立环脉动高梯度强磁选机，采用“一粗一精”的工艺流程。磁选试验条件为:脉动调速均为200次/min，粗选强度为1.2 T，精选强度为0.8 T，试验流程见图1，试验结果见表3。

图1 高梯度强磁选试验流程

由表3可知:原矿经高梯度强磁选选别后，可获得品位为30.26%、回收率为73.77%的锰精矿，回收效果较好。

表3 高梯度强磁选试验结果 %

2.2 摇床重选工艺

该锰矿石最主要的脉石矿物为石英，石英的比重为2.65，而主要有用矿物软锰矿的比重为4.7～4.8，这两种矿石重选分离的难易程度为中等。本文先将原矿磨至－0.5 mm，分级后再进入摇床选别。探索性摇床重选试验流程见图2，试验结果见表4。

由表4可知:原矿经如图2所示的探索性摇床重选试验流程选别后，获得总锰精矿产率25.67%、品位为29.94%、回收率为52.36%的重选指标，锰回收率较低，回收效果较差。

图2 摇床重选试验流程

表4 摇床重选试验结果%

2.3 浮选工艺

大量的科研和生产实践结果表明，油酸是锰矿物最有效的捕收剂［1，6］。本试验采用油酸作为软锰矿和锰铝榴石的捕收剂，进行浮选回收锰矿物的探索试验，其试验流程见图3，图3中的药剂用量单位为g/t，试验结果见表5。

图3 浮选试验流程

表5 浮选试验结果 %

由表5可知:原矿经浮选流程选别后，仅能获得品位为21.80%、回收率为41.72%的锰精矿，浮选分离效果很差，其主要原因是软锰矿和锰铝榴石可浮性不好，且随着浮选过程的不断进行，软锰矿逐步泥化，恶化了浮选过程。因此可初步判断该矿石采用浮选工艺很难获得理想的选矿指标。

2.4 3种选矿工艺流程对比与评价

对于该锰矿物的回收利用，以上共开展了高梯度强磁选、摇床重选和浮选的探索对比试验，其对比结果见表6。

表6 3种选锰矿流程结果的对比 %

从表6可以看出:高梯度强磁选所获得的锰精矿品位和回收率最高，尤其是锰的回收率远高于摇床重选和浮选两种工艺，并且高梯度强磁选具有不使用药剂、不污染环境的优点。因此，高梯度强磁选是该锰矿石合理的选矿工艺。

3 结论

1)通过对云南某低品位锰矿进行选矿工艺的探索，就目前而言，想要获得理想的选矿指标，采用重选和浮选很难实现。

2)对该锰矿石采用高梯度强磁选工艺有望获得较好的选别指标，并且该工艺具有不使用药剂、不污染环境的优点，是处理该矿石最佳的选矿工艺。经高梯度强磁选选别后，可获得品位为30.26%、回收率为73.77%的锰精矿，回收效果较好。

［1］王珊，方建军，文娅，等.广西大新难处理低品位碳酸锰矿加工工艺研究［J］.中国锰业，2013，31(1):7－10.

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［4］周凌风.我国锰资源现状及其加工发展前景［J］.电池工业，2011，16(1):49－52.

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［6］胡为柏.浮选［M］.北京:冶金工业出版社，1988.