云南某低品位软锰矿强磁选工艺研究

李国栋，魏志聪

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



云南某低品位软锰矿强磁选工艺研究

李国栋1,2，魏志聪1,2

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

摘要：针对云南某低品位软锰矿进行强磁选工艺试验，探索磁选流程并重点优化磨矿细度、磁场强度、脉动冲次、棒介质直径对锰精矿指标的影响。在较佳的分选条件下，原矿经“一次粗选、一次精选”高梯度强磁选流程选别后，可获得品位为29.50%、锰回收率为83.45%的锰精矿。

关键词：软锰矿；强磁选；条件试验

0前言

锰是一种重要的金属矿产，其中占世界产量95%左右的锰用于冶金工业，作为脱氧剂、脱硫剂和制造锰系合金[1]。随着国民经济的提升，国内对不锈钢以及特种钢的需求量不断增加，锰矿被列为中国的紧缺和重要矿产[2]。我国锰矿资源的主要特点是贫矿多富矿少，平均品位仅有21.5%，远低于世界平均品位。锰品位超过30%的氧化锰矿和超过25%的碳酸锰矿石称为富锰矿，其含量仅占6.3%[3]。目前国内的锰矿资源中优质碳酸锰矿已经严重短缺，开发和利用氧化锰矿具有重要的意义[4]。氧化锰矿具有弱磁性，利用强磁富集锰仍然是主要的工艺。本文以云南某地低品位软锰矿为研究对象，探寻该锰矿石的最佳强磁选条件及流程[5-6]，进一步提高锰矿指标。

1矿石基本特征

云南某锰矿石中共有氧化物、硅酸盐、磷酸盐和硫酸盐4类共10种矿物存在。其中，氧化物约占84.5%，硅酸盐约占15.2%，磷酸盐和硫酸盐含量极少；主要的矿石矿物为软锰矿、锰铝榴石、褐铁矿，主要的脉石矿物为石英，其次为绢云母。原矿中锰品位仅为14.85%，属于低品位的软锰矿石。

原矿样品的化学多元素分析及锰物相分析结果分别见表1~2。

表1　原矿多元素分析结果(质量分数)/%

表2　原矿锰物相分析结果　%

由表1可知：原矿中锰品位为14.85%，是主要的回收对象。由表2可知：原矿中软锰矿和锰铝榴石中锰的分配率共占97.91%，少量存在于褐铁矿、石英以及其他脉石中。

2选矿方法

原矿中软锰矿和锰铝榴石具有弱磁性，而石英、绢云母等脉石矿物无磁性，利用磁性差异，本文采用强磁选工艺实现锰矿物的分离与富集。

2.1磨矿细度试验

该试验考察了不同磨矿细度时的精矿、中矿、尾矿指标。试验设备采用SLon-100湿式高梯度强磁选机，用一次粗选一次精选流程。磁选试验条件为：粗选磁场强度1.2 T、脉动冲程8 mm、脉冲次数250次/min、φ=2 mm棒介质。试验结果见表3。

表3　磨矿细度条件试验结果

由表3可知：磨矿细度对矿石指标具有显著影响。入选细度过粗或过细都不利于分选，综合锰精矿品位和回收率考虑，-0.074 mm占65%为较佳的磨矿细度。

2.2粗选磁场强度试验

磁选试验选择磨矿细度为-0.074 mm占65%，高梯度强磁选机的脉动冲程8 mm、冲次250次/min、φ=2 mm棒介质，流程为一次粗选流程。分别考查了粗选磁场强度1.0，1.2，1.4，1.6 T对选矿指标的影响。试验结果见图1。

1 Mn品位； 2 Mn回收率

由图1可知：随着粗选磁场强度的提高，锰精矿品位逐渐降低，而回收率随之提高，综合锰精矿品位和回收率考虑，1.2 T为较佳的粗选磁场强度。

2.3粗选脉动冲次试验

磁选试验选择磨矿细度为-0.074 mm占65%，粗选磁场强度为1.2 T，脉动冲程为8 mm，φ=2 mm棒介质，流程为一次粗选流程。考查脉动冲次对选矿指标的影响。试验结果见表4。

表4　强磁粗选脉动冲次条件试验结果

由表4可知：随着脉动冲次的提高，锰精矿品位逐渐提高，而回收率随之下降，综合考虑锰精矿品位和回收率，250次/min为较佳的脉动冲次。

2.4粗选棒介质直径试验

磁选试验选择磨矿细度为-0.074 mm占65%，磁场强度为1.2 T、脉动冲程为8 mm、脉动冲次为250次/min，流程为一段粗选流程。分别考查了粗选棒介质φ为1，2，3，4 mm对选矿指标的影响。试验结果见图2。

1 Mn品位； 2 Mn回收率

由图2可知：随着高梯度强磁选机的棒介质直径的增大，锰精矿品位成上升趋势，回收率先升高后下降。综合考虑锰精矿品位和回收率，适宜的粗选棒介质φ=2 mm。

2.5粗精矿再磨细度试验

原矿磨矿后经一次高梯度强磁机粗选后，锰粗精矿品位达到27%左右，其粒度组成见表5。

为进一步提高锰精矿指标，对锰粗精矿精选再磨再选。选择粗选时最佳条件：高梯度强磁选机精选磁场强度为1.2 T、脉动冲程为8 mm、冲次为250次/min、φ=2 mm棒介质。试验结果见表6。

表5　锰粗精矿粒度组成

表6　粗精矿再磨细度条件试验结果　%

由表6可知：随着粗精矿再磨细度的提高，锰精矿品位略有提高，回收率不断下降，综合锰精矿品位、回收率和磨矿成本考虑，粗精矿不需再磨。

2.6精选磁场强度试验

在粗精矿不磨的条件下，考查精选磁场强度对提高锰精矿品位的影响。精选磁场强度为变量，其他条件为粗选最佳条件。试验结果见表7。

表7　精选磁场强度条件试验结果

由表7可知：当精选磁场强度从0.6 T提高到0.8 T时，锰精矿品位降低0.15%，锰回收率提高了3.55%，继续提高磁场强度到1.0 T时，锰精矿品位降低0.42%，锰回收率仅提高了0.77%，综合锰精矿品位和回收率来看，较佳的精选磁场强度为0.8 T。

2.7粗选尾矿再选试验

粗选尾矿中含Mn 3.80%、锰分布率为13.61%。为进一步降低尾矿中锰的含量，对粗选尾矿进行强磁扫选作业。磁场强度为1.4 T，其他条件为粗选时最佳条件。试验结果见表8。

表8　粗选尾矿再选(扫选)试验结果　%

由表8可知，粗选尾矿经强磁扫选后，仅能获得锰精矿品位7.55%、回收率7.30%。扫选作业不能有效回收粗选尾矿中的锰，没必要加扫选作业。

3结论

1) 强磁粗选较佳的工艺技术条件为：磨矿细度-0.074 mm占65%、高梯度强磁选机的脉动冲程8 mm、冲次250次/min、φ=2 mm棒介质、磁场强度1.2 T。

2) 强磁精选较佳的工艺技术条件为：粗精矿不再磨、磁场强度0.8 T。

3) 在较佳的分选条件下，原矿经“一次粗选、一次精选”高梯度强磁选流程选别后，可获得锰精矿产率42.01%、品位29.50%、回收率83.45%的指标，锰矿物回收效果较好。

参考文献：

[1]阴江宁, 肖克炎. 中国锰矿资源潜力分析及成矿预测[J]. 中国地质, 2014(5): 1424-1437.

[2]陕亮, 张万益, 陆春宇, 等. 全国矿产勘查新进展与未来找矿部署建议[J]. 金属矿山, 2014(2): 100-104.

[3]余文刚, 毛治超, 孙春叶, 等. 我国锰矿资源及评价方法综述[J]. 金属世界, 2013(2): 22-24.

[4]张风平, 徐本军. 我国氧化锰矿石选矿工艺研究现状[J]. 湿法冶金, 2014(2): 79-81.

[5]马浩，陈铁军，刘伟，等.酒钢-1 mm镜铁矿粉矿微波磁化焙烧——弱磁选试验[J].金属矿山，2014(12)：66-69.

[6]刘红召，王威，王守敬，等.七宝山铁尾矿还原焙烧——弱磁选回收铁试验[J].金属矿山，2014(9)：172-176.

High-intensity Magnetic Separation of a Low-grade Pyrolusite Ores in Yunnan

LI Guodong1,2, WEI Zhicong1,2

(1.FacultyofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650093,China;

2.StateKeyLaboratoryofComplexNonferrousMetalResourcesCleanUtilization,Kunming,Yunnan650093,China)

Abstract:An experimental study on high-intensity magnetic separation has been conducted of the low-grade pyrolusite ore from Yunnan. The article explored the magnetic separation process and focused on optimizing the grinding fineness, magnetic field intensity, pulsating speed, diameter of bar medium on the influence of manganese concentrate index. With the high-intensity magnetic separation flow sheet of one roughing-one concentrating, manganese concentrate with the grade of 29.50% and the recovery of 83.45% were obtained under the best condition of separation.

Key words:Pyrolusite; High-intensity magnetic separation; Condition experiment

中图分类号：TD924

文献标识码：A

doi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.01.007

作者简介：李国栋(1991-)，男，山东单县人，在读硕士研究生，研究方向：浮选理论与工艺研究，手机：18487171192，E-mail：18487171192@163.com；通讯作者：魏志聪(1981-)，男，云南昆明市人，讲师，研究方向：资源综合利用及浮选理论与工艺等研究，手机：13577100486，E-mail：13577100486@126.com.

基金项目：国家自然科学基金项目(51364017)；云南省级校人才培养项目(KKSY201221141)

收稿日期：2015-11-07