浅析氧化锰矿石选矿工艺研究现状

2019-11-29谭鑫

科技与创新 2019年1期

关键词：锰矿磁选选矿

谭鑫

浅析氧化锰矿石选矿工艺研究现状

谭鑫

（中信大锰矿业有限责任公司天等锰矿分公司，广西崇左 532800）

在我国锰矿石生产研究中，选矿技术研究占据着重要位置。结合传统生产工艺与新处理工艺研究，开展了选矿单选流程与联合流程工艺研究。

氧化锰矿石；选矿工艺；单选流程；联合流程

锰矿石作为当前冶金行业重要的原材料，在我国冶金生产中其消耗量每年呈现上升趋势。其中碳酸锰矿作为我国锰矿石的主要类型，其总储量约占我国锰矿石总量的70%左右。随着我国优质碳酸锰矿资源的日益开发，矿贫矿开采技术的研究成为了当前锰矿工艺技术研究的重要组成部分。因此氧化锰贫矿冶炼前的选矿技术研究对于我国锰冶金行业发展起到了不可忽视的作用。在当前锰矿石选矿实践生产中，主要包括单一流程与联合流程两种主要方式。下面我们分别就这两种选矿工艺开展技术研究。

1 单一流程工艺

在锰矿选矿生产中，单一流程工艺是较为简便的选矿工艺技术，其中包括洗矿、重选、磁选、浮选4种主要方式。

1.1 洗矿工艺技术

洗矿是冶金生产中最为传统的选矿工艺。在洗矿生产作业中，经常与矿石筛分一起进行。实际生产中其主要方法包括以下两种：①将原矿在振动筛振动，之后直接使用冲水清洗原矿；②将洗矿后的净矿利用振动筛进行筛分处理。在实际生产中，洗矿加工是每个氧化锰选矿厂必备的加工方式，富矿采用洗矿加工后可以直接用于冶金生产。在技术研究中，生产企业发现二次或三次洗矿作用模式，代替一次洗矿，提高洗矿中的金属回收率约，进而提高企业的经济效益。

1.2 重选工艺技术

锰矿重选选矿工艺生产中一般会使用跳汰机（主要用于粗、中粒矿石选矿）、摇床（主要用于细粒物料选矿）等。在实际生产中这一工艺具有投资少、费用低等优势，因此当脉石矿物密度大时，企业会优先选用这一工艺。但是随着我国贫锰矿与难选锰矿使用数量的不断增加，企业选矿生产前一般需要对锰矿石进行磨细处理，进而提高重选处理的难度，造成回收率的下降。因此技术人员采用控制材料磨细颗粒度的方式，提高重选生产质量。比如技术人员将锰品位在18%左右的贫矿磨至﹣0.074 mm占70%，之后经过重选加工为中矿；品位为24%的富矿磨至同样颗粒度占30%左右。之后使用两次跳汰、一次摇床的分选过程，就可以得到品位为40.41%的精矿。技术人员发现其回收率可以达到79%，达到了良好的选矿回收效果。

但是在实际生产中，重选工艺存在灵活性不强、生产设备性能较差等问题。为此技术人员也开展了相应的技术研究，目前常用的技术措施包括了以下两种：①逐步采用部分磁选方式替代重选工艺；②根据粗粒铁矿石重选的机械设备技术更新研究成果，改进重现中使用的跳汰机，以及采用新型尖缩溜槽等措施，完善锰矿重选技术工艺。

1.3 磁选工艺技术

1.3.1 磁选技术基础概念与生产实践案例

磁选选矿工艺主要是利用磁力设备选别锰矿物料，在选矿生产中属于较为传统的工艺措施。在实际生产中，这一技术具有企业生产基建投资费用高的缺陷；但是也具有生产消耗低、人员操作较为简单、设备便于控制、生产适用性强可用于多种类矿石生产的优势，因此在当前选矿生产中较为常见。在实际生产中，技术人员对这一技术的实际应用进行了考察与分析。其实际的选矿案例包括以下两项。

案例一：生产中生产人员采用Ф750分级机对锰矿材料进行磁选，即可获得品位为42.3%的精矿材料，获得的材料回收率为66.51%.

案例二：企业对锰矿尾矿再选生产，生产企业使用干湿联合磁选工艺进行选矿。企业将成分为12.05%的尾矿材料分成﹣0.833 mm与＋0.833 mm两种粒级。其中﹣0.833 mm颗粒使用磁场强度为1.2×103kA/ｍ的干式强磁选抛尾选矿；而＋0.833 mm颗粒粒级与﹣0.833 mm粒级干选磁精矿合并后，之后采用进行磨矿处理（磨矿细度﹣0.074 mm），之后采用磁场强度为1.2×103kA/m的湿式强磁选工艺选矿，最终获得品位34.45%精矿材料。研究结果显示其金属回收率为82.35%，其选矿质量效果较好。

1.3.2 磁选设备技术研究

在实际的氧化锰矿选矿生产中，技术人员为了提高磁选生产质量，在磁选生产设备方面开展了相应的技术研究。目前我国新型的磁选设备包括当前较为常用的永磁辊式强磁选机、CTB1245永磁磁选机以及新型 LYC－720湿式永磁立环高梯度强磁选机等，都是磁选设备研究的主要成果。我们以永磁辊式强磁选机为例进行介绍，这一技术在设计与使用中具有以下技术特性：①设备采用了新型的轴向串级对斥磁系结构，磁辊表面磁感强度（0.13～0.18 t），高磁场梯度10 nT/m。②设备运行中无气隙，物料不阻塞，分选效率高。③入选粒度较大，可以达到50 mm。④磁辊受传送分选带保护，无磨损，难退磁。⑤设备安装、维修及生产运行费用低，操作简便。

为了提高磁选设备生产效率，我国技术人员也针对其生产技术开展了相关研究。比如部分技术人员使用分级-Slon型强磁粗选、-Slon强磁扫选工艺，对木圭松软锰矿进行选矿处理。其主要的技术参数包括以下几个过程：①矿石处理后的粒级在﹣10.0～＋1.0 mm之间；②采用振动筛分方式将其分成＋5.0 mm、﹣5.0～＋1.0 mm两个粒级，之后对＋5.0 mm粒级二次破碎处理，加工成﹣5.0～＋1.0 mm粒级材料；③确定选矿条件，研究中技术人员将选矿条件确定参数，其给矿浓度为18%，材料干矿处理量为180 kg/h。磁选作业包括了粗选与扫选两个主要部分：①粗选生产背景。磁力强度1.0 T，脉动冲程为12 mm，脉动冲次230次每分钟，转环转速速度为2.5 r/min；②扫选生产背景。磁力强度1.2 T，脉动冲程为12 mm，脉动冲次230次每分钟，转环转速200次每分钟。连续生产2 d后，生产取得品位为30.38%的精矿材料，其材料回收率为75.97%，其选矿质量较高。随着我国各类、各等级新型磁选机研究的开展，我国目前氧化锰选矿生产技术大部分进行了更新，为我国锰选矿技术提高提供了有效保障。

1.4 浮选工艺技术

浮选工艺是一种矿产选矿的方法，但是氧化锰矿材料由于具有较差的可浮性，同时由于浮选工艺成本较高，且操作控制较为困难，因此这一技术目前仍处于研究阶段。目前这一工艺的研究重点包括了浮选药剂、浮选设备和浮选工艺机制三个方面，其中浮选机制是技术研究的重点内容。在这一研究中，技术人员将细粒软锰矿在磁场中进行了浮选状况和浊度实验，对磁场对浮选效果规律进行了分析研究。研究结果显示外磁场作用能使弱磁性锰矿石表观粒度体积增大，进而提升了这类锰矿浮选质量。研究中技术人员在磁场中使用浮选方式对细粒软锰矿进行处理。研究结果表明：与单一疏水聚团颗粒浮选工艺相比较，磁场中的疏水联合聚团表观粒度较大，比表面积小；磁场对于细粒软锰矿的回收率提升起到了有效作用，同时在磁场对于脉石分离也可以起到有效的作用。在磁场强度为0.7 T时，选矿精矿材料的品位由80.5%提升至89.4%，金属材料的回收率也由61.5%提升至84.6%.

2 联合流程工艺

为了提升氧化硅选矿加工生产效率与质量，技术人员在单一选矿技术基础上，采用联合加工工艺模式，开展了联合流程工艺技术研究。目前我国常用的联合选矿工艺中一般会与磁选方式进行结合，主要包括了以下两种。

2.1 重、磁选联合选矿工艺

这一选矿工艺是将重选与磁选联合使用，提高选矿生产处理质量。由于选矿效果较好，因此在选矿生产中使用较为广泛。为此技术人员针对这一工艺开展了专项的技术研究，特别是在大新低品位氧化锰粉矿选矿中，这一技术的应用较为明显。在实际生产中，企业使用先磁选、后重选的方式进行选矿处理。技术人员采用375 mm辊径CS-1型强磁选机对氧化锰矿产进行磁选加工处理，之后再采用300 mm×300 mm下动型隔膜跳汰机对磁选后的材料进行跳汰重选处理，最终获得品位为38.6%与31.95%的两种精矿材料，效果很好。经过研究我们发现，单一的磁选处理方式可以取得较高的金属回收率，但是其生产出的精矿品位较差；而重选矿方式可以获得较好品位的精矿材料，但是其金属回收率较低。因此采用强磁选与跳汰重选联合流程的生产工艺，可以取得较好的生产质量与经济效益。

2.2 磁、浮选联合选矿工艺

这一选矿工艺是将磁选与浮选联合使用的一种选矿工艺，对于氧化锰矿石处理具有较强的针对性。比如我国部分地区所产的高铁锰比铁锰共生矿石由于其风化严重，整体形态呈黏土状态，矿物中嵌布的粒度非常微小，因此磁选、重选、浮选等方式难以起到有效的选矿效果。因此技术人员采用了磁、浮选结合的方式对材料开展了选矿处理。其处理过程包括磁化还原焙烧处理、弱磁选处理、选铁尾矿反浮选处理3个阶段。处理后企业得到了品位为34.55%、回收率为78.47%的精矿材料，分选处理质量较好。