進(jìn)口錳礦在電解金屬錳生產(chǎn)中的應(yīng)用前景

李維健

(中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530028)

1 國(guó)內(nèi)錳礦資源現(xiàn)狀

1.1 儲(chǔ)量分布

我國(guó)已探明錳礦儲(chǔ)量6.88億t，廣西和湖南2地儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的60%，分布極不均衡。其詳細(xì)分布見表1。

表1 中國(guó)錳礦儲(chǔ)量分布 %

2010年，中國(guó)錳礦年消耗量突破3 000萬(wàn)t，其中進(jìn)口錳礦突破1 000萬(wàn)t，而且進(jìn)口量呈逐年增加的趨勢(shì)，其主要用于鋼鐵工業(yè)[1]。2010年錳礦石消耗量(按重量計(jì))分布見表2。

表2 2010年中國(guó)錳礦石消耗量 %

我國(guó)錳礦區(qū)中，資源儲(chǔ)量超過(guò)1億t的僅1處——廣西下雷錳礦床，大型礦床有(≥2 000萬(wàn) t)6處，中型礦床(200～2 000萬(wàn)t)54處，其余為小型礦床。這種分布特點(diǎn)增加了充分利用現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)進(jìn)行開采的難度。歷年來(lái)，80%以上的錳礦產(chǎn)量來(lái)自地方中、小礦山及民采礦山。

1.2 國(guó)內(nèi)錳礦資源特點(diǎn)

1)礦石以質(zhì)量較差的貧礦為主

我國(guó)錳礦石類型以碳酸錳礦石為主，約占總儲(chǔ)量的73%，其次為鐵錳礦石和氧化錳礦石。錳礦石的特點(diǎn)是貧、雜、細(xì)。絕大部分為貧錳礦，富錳礦石僅占總儲(chǔ)量的6.4%，而且一些富錳礦石在工業(yè)生產(chǎn)利用時(shí)仍須工業(yè)加工。全國(guó)現(xiàn)利用的錳礦石平均品位為20%左右，僅為目前國(guó)際商品錳礦石品位的50%左右；其中碳酸錳礦石平均品位18%左右，氧化錳礦石平均含錳24%。實(shí)際上，當(dāng)前部分廠家利用碳酸錳礦石的品位已到13%左右，幾乎沒(méi)有盈利空間。

2)雜質(zhì)含量高

在已勘查的礦床中，磷含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的占49.6%，鐵含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的占73%。利用國(guó)內(nèi)錳礦進(jìn)行生產(chǎn)，其除雜的成本較高。

3)礦石粒度細(xì)且結(jié)構(gòu)復(fù)雜

絕大多數(shù)錳礦床屬細(xì)?；蛭⒓?xì)粒嵌布，錳礦物和其它脈石礦物呈細(xì)粒嵌布，粒徑分布從小于1μm到幾微米、十幾微米、幾十微米不等。礦物種類繁多，選礦難度大。

4)礦石物質(zhì)組分復(fù)雜

在已經(jīng)勘查的錳礦床中共、伴生礦床有42個(gè)，共、伴生組分主要是銀、鉛、鋅、鈷等。

5)礦床開采條件惡劣

我國(guó)近80%的錳礦屬于沉積或沉積變質(zhì)型，這類礦床分布面廣，礦體呈多層薄層狀、緩傾斜、埋藏深，需要進(jìn)行地下開采，開采技術(shù)條件差。適合露天開采的礦床的儲(chǔ)量只占全國(guó)總儲(chǔ)量的6%。

1.3 國(guó)內(nèi)錳礦資源選礦難度大

我國(guó)錳礦絕大多數(shù)屬于貧礦，必須進(jìn)行選礦處理。但由于多數(shù)錳礦石屬細(xì)粒或微細(xì)粒嵌布，并有相當(dāng)數(shù)量的高磷礦、高鐵礦和共(伴)生有益金屬，因此給選礦加工帶來(lái)很大難度。錳礦選礦存在以下幾方面的技術(shù)難點(diǎn)：

a錳礦物嵌布粒度細(xì)，大部分在20μm以下，碳酸鹽類礦石可浮選性能差。

b礦漿離子復(fù)雜，鈣、鎂、鐵、鋁等離子嚴(yán)重影響浮選過(guò)程，表面轉(zhuǎn)化嚴(yán)重，菱錳礦表面呈碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸錳3種礦物的性質(zhì)。

c浮選藥劑選擇性不高，碳酸錳與碳酸鈣、磷灰石分離困難。

d由于表面電性相反，導(dǎo)致異相凝聚嚴(yán)重，尤其是與含硅礦物的凝聚，錳礦物與脈石礦物的選擇性分離程度差。

e碳酸錳礦品位低，礦石性質(zhì)復(fù)雜，造成選礦指標(biāo)偏低。近幾年我國(guó)在錳礦浮選方面，無(wú)論是工藝、藥劑的研究、還是浮選機(jī)理的探討等均沒(méi)有新的進(jìn)展與突破。因此，錳礦浮選工藝及理論研究與應(yīng)用水平亟待提高。

f單一的選礦方法，尤其是用物理選礦方法處理低品位錳礦石(M n≤20%)僅能恢復(fù)礦石的地質(zhì)品位，品質(zhì)仍達(dá)不到冶金用錳入爐要求(M n≥32%)。

2 國(guó)內(nèi)錳礦在電解金屬錳生產(chǎn)中的不足

1)過(guò)度消耗導(dǎo)致開采品位不斷下降

中國(guó)電解金屬錳近幾年的迅猛發(fā)展給國(guó)內(nèi)低品位錳礦(M n＜20%)利用帶來(lái)了生機(jī)，經(jīng)濟(jì)開采品位從M n12%下調(diào)為10%。國(guó)內(nèi)錳礦的過(guò)度消耗導(dǎo)致開采品位不斷下降。一些電解金屬錳生產(chǎn)企業(yè)已在利用M n8%(碳酸錳)作為生產(chǎn)原料[2]，造成指標(biāo)惡化，渣量大增，環(huán)境壓力增大。

2)自有礦資源不足和產(chǎn)量不穩(wěn)定

中國(guó)電解金屬錳生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多達(dá)230家，自有礦山的電解金屬錳企業(yè)僅41家，產(chǎn)能不足100萬(wàn)t。大部分電解金屬錳生產(chǎn)企業(yè)需要靠外購(gòu)錳礦來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)量極不穩(wěn)定。

3)經(jīng)濟(jì)效益低

利用低品位(M n＜12%)錳礦生產(chǎn)電解金屬錳，并不能給企業(yè)帶來(lái)穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益，尤其是靠外購(gòu)錳礦的電解金屬錳生產(chǎn)企業(yè)，運(yùn)輸費(fèi)用大，礦石價(jià)格較高，盈利空間薄。

3 進(jìn)口錳礦在電解金屬錳生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1)錳含量高

碳酸錳一般M n含量＞23%，氧化錳一般M n含量＞40%，為電解金屬錳企業(yè)提高設(shè)備利用率進(jìn)而提高工效創(chuàng)造了有力條件。進(jìn)口錳礦主產(chǎn)區(qū)包括澳大利亞、巴西、保加利亞、加蓬、南非和印尼[3]，其中氧化錳礦以印尼礦的錳含量最高，超過(guò)50%。錳含量較低的南非礦也有39.71%。碳酸錳礦的錳含量相對(duì)氧化錳礦而言偏低。但與國(guó)內(nèi)碳酸錳礦相比，含錳量26.03%的保加利亞礦的優(yōu)勢(shì)還是非常明顯。國(guó)外錳礦的多元素含量分析結(jié)果分別見表4～10。

表4 澳大利亞某氧化錳(澳洲籽礦)多元素分析 %

表5 澳洲某氧化錳多元素分析 %

2)錳回收率高

碳酸錳一般M n回收率＞80%，氧化錳一般M n回收率＞85%。當(dāng)電解液錳濃度一定時(shí)，含錳量高的礦石可以減少加入量，增加反應(yīng)液固比，提高錳浸出率，減少渣量，從而可以減少硫酸錳的損失，達(dá)到提高錳回收率的目的(錳品位提高1%，金屬回收率可提高0.3%～0.5%)。

表6 巴西某氧化錳多元素分析 %

表7 保加利亞某碳酸錳礦分析 %

表8 加蓬某氧化錳小粒子礦多元素分析 %

表9 南非某氧化錳多元素分析 %

表10 印尼某氧化錳礦多元素分析 %

3)硫酸錳制液成本低

錳品位提高1%，生產(chǎn)每噸電解金屬錳產(chǎn)品礦耗下降200～250 kg，硫酸用量下降50～80 kg，液氨用量下降15～25 kg。

4)渣量少且環(huán)境壓力小

錳品位提高1%，生產(chǎn)每噸電解金屬錳產(chǎn)品可減少150～200 kg渣，可大大減少堆渣壓力，從而減輕了環(huán)保壓力。

5)可降低新建電解金屬錳企業(yè)的投資成本

當(dāng)錳品位從20%提高到40%，化合槽、壓濾機(jī)可節(jié)省50%的投入，排渣場(chǎng)容量可同等減半，進(jìn)而節(jié)省了用地面積，達(dá)到節(jié)省投資的目地。

4 進(jìn)口錳礦在電解金屬錳生產(chǎn)中的應(yīng)用前景

1)國(guó)內(nèi)錳礦的過(guò)度消耗將導(dǎo)致部分企業(yè)轉(zhuǎn)向利用進(jìn)口高品級(jí)錳礦。

2)當(dāng)進(jìn)口錳礦與國(guó)內(nèi)錳礦價(jià)差不大(＜10元人民幣/噸度)時(shí)，選用進(jìn)口高品級(jí)錳礦更有優(yōu)勢(shì)。

3)當(dāng)環(huán)境(排渣場(chǎng))容量有限或運(yùn)渣距離較遠(yuǎn)，選用進(jìn)口高品級(jí)錳礦更為有利。

4)當(dāng)企業(yè)電、汽、煤價(jià)比較低廉，選用進(jìn)口高品級(jí)錳礦更為有利。

[1]周健.論近3年中國(guó)錳礦市場(chǎng)[J].中國(guó)錳業(yè)，2010，28(3)：8-10.

[2]朱昌洛，沈明偉.碳酸錳礦的利用現(xiàn)狀及展望[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2011(3)：50-53.

[3]金海燕.進(jìn)口錳礦價(jià)格將觸底反彈[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2009(3)：18-19.