湖南花垣低品位碳酸錳礦石浮選生產(chǎn)實(shí)踐

石朝軍，麻德立，謝 勇，石興和，宋宏清

(湖南花垣縣強(qiáng)樺礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南花垣 416000)

湖南省花垣地區(qū)的碳酸錳礦已開(kāi)采30余年，具備工業(yè)價(jià)值的錳礦資源趨于枯竭，僅剩大量貧細(xì)雜化的低品位碳酸錳礦(含錳低于10%)，錳礦物和其它脈石礦物以微細(xì)粒嵌布，成分復(fù)雜，很難用磁選法來(lái)有效回收碳酸錳?；ㄔh強(qiáng)樺礦業(yè)有限責(zé)任公司經(jīng)多年研究，現(xiàn)已建成一條年處理20萬(wàn)t低品位碳酸錳礦石的浮選生產(chǎn)線(xiàn)。

1 花垣碳酸錳礦物組成

花垣碳酸錳礦石中錳的賦存形態(tài)有菱錳礦、鈣菱錳礦、鎂菱錳礦、錳方解石、錳白云石，其中以菱錳礦為主[1-2]，其余皆為少量。在低品位碳酸錳礦中有用錳礦物嵌布粒度細(xì)微，從幾微米到幾百微米，但大多在幾十微米至上百微米間。脈石以硅酸鹽為主，約35%～43%，部分黃鐵礦及氧化鋁，約15%～19%，鈣、鎂碳酸鹽約8%～12%，少量碳質(zhì)約2%。

1)礦石多元素分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦石多元素分析 %

2)礦石化學(xué)物相分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 礦石化學(xué)物相分析 %

2 花垣低品位碳酸錳礦浮選磨礦流程實(shí)踐

2.1 對(duì)花垣碳酸錳礦的磨礦試驗(yàn)及結(jié)果

將低品位碳酸錳礦進(jìn)行磨礦分級(jí)后，分別在同等工藝條件下，以“一粗三精六掃”的浮選流程進(jìn)行中試，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 磨礦的浮選指標(biāo)

根據(jù)中試結(jié)果，不難看出花垣低品位碳酸錳礦石的磨礦粒度在-0.074～0.053 mm之間，精礦品位高，錳回收率也較高?？刂颇サV粒度在-0.074～0.053 mm之間較為適宜。

2.2 磨礦流程的確定

花垣碳酸錳礦為沉積型礦床，礦石莫氏硬度在3.5～4.7之間，質(zhì)地較軟，含泥較重，易因過(guò)磨形成大量礦泥。在生產(chǎn)過(guò)程中采用了球磨—鍛磨—0.074 mm高頻篩—球磨的一段循環(huán)磨礦工藝，原礦錳品位為8.78%，經(jīng)“一粗三精六掃”的浮選流程，獲得了精礦提高9個(gè)品位，錳回收率86%的良好浮選指標(biāo)。

3 浮選機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)與定型

強(qiáng)樺礦業(yè)公司以A型浮選機(jī)為基礎(chǔ)樣機(jī)，融入了浮選柱和 GF型的技術(shù)特點(diǎn)[3-4]，設(shè)計(jì)了一種新型浮選機(jī)，其良好的性能在工業(yè)化試產(chǎn)中得到了很好的驗(yàn)證。該新型浮選機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)實(shí)現(xiàn)了礦漿橫向與縱向雙向循環(huán)，增大了藥劑、氣泡與礦粒之間的接觸機(jī)率；

2)泡沫浮在循環(huán)槽的上部，避開(kāi)了葉輪的沖擊作用，泡沫穩(wěn)定；

3)提高槽體深度，使分離區(qū)延長(zhǎng)增厚，使精礦品位穩(wěn)定。

4 浮選的工藝流程

4.1 低品位碳酸錳浮選藥劑制度

強(qiáng)樺礦業(yè)公司研究出的QH015型組合捕收劑配方和H J-01礦泥調(diào)整劑配方，克服了脂肪酸類(lèi)捕收劑的不足和礦泥的影響[5]，以水玻璃作為硅酸鹽類(lèi)脈石抑制劑[6]，純堿調(diào)節(jié)礦漿pH值為弱堿性。在工業(yè)化試產(chǎn)中利用計(jì)量泵，將藥劑分段自動(dòng)添加，使藥劑的添加更加趨于合理化，實(shí)現(xiàn)了碳酸錳的低溫浮選并得到較好的精礦選別指標(biāo)，得到了錳精礦品位提高10%，錳回收率不低于85%的良好指標(biāo)。各藥劑用量見(jiàn)表4。

表4 低品位碳酸錳浮選各藥劑用量 kg/t

4.2 工業(yè)化生產(chǎn)浮選流程

經(jīng)多次工業(yè)化試產(chǎn)，錳品位在7%～9%的低品位碳酸錳礦石，最終確定了“一粗三精六掃”的浮選工藝流程。按此流程進(jìn)行工業(yè)化試產(chǎn)，原礦含錳7%～10%的低品位碳酸錳礦石經(jīng)過(guò)6個(gè)班工業(yè)試產(chǎn)，得到錳精礦平均品位為 19.2%，尾砂控制在1.0%～1.5%，錳回收率達(dá)86%以上。工業(yè)實(shí)驗(yàn)操作穩(wěn)定，選礦指標(biāo)較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 工業(yè)化試產(chǎn)浮選指標(biāo) %

5 精礦及尾礦后處理

5.1 精礦的后續(xù)處理

按電解金屬錳生產(chǎn)的要求，浮選后的精礦必須干燥成粉。碳酸錳精礦表面存在較多的硅膠使其親水性，加之油性捕收劑的表面吸附作用，使精礦不易于過(guò)濾和干燥。通過(guò)對(duì)多機(jī)種過(guò)濾設(shè)備的試用比較，最終選用新型的隔膜壓濾機(jī)獲得了較好的脫水指標(biāo)，濾餅含水率降至18%。濾餅破碎后，送入回轉(zhuǎn)烘干機(jī)中熱風(fēng)干燥，控制成品水分含量低于10%，冷卻粉碎，成品流動(dòng)性較好。

5.2 尾礦的處理

尾礦中含有大量的二氧化硅，可進(jìn)一步綜合利用作為建材原料，同時(shí)也考慮到尾礦的安全堆放及環(huán)保要求，因此研究人員對(duì)碳酸錳浮選尾礦作了進(jìn)一步的資源化技術(shù)開(kāi)發(fā)研究，目前已取得環(huán)保高效的工業(yè)化消化方式。尾礦亦利用壓濾的方式進(jìn)行脫水，所得濾餅含水量約21%～25%，具有一定的強(qiáng)度，使錳渣不易被浸蝕而轉(zhuǎn)移，可實(shí)現(xiàn)環(huán)保型的干堆存放。

5.3 壓濾液的處理

精礦及尾礦壓濾所得的濾液為軟化水，含有捕收劑及各類(lèi)調(diào)整劑，是較好的浮選工業(yè)用水。過(guò)濾水經(jīng)用于小試和中試后，各類(lèi)藥劑用量均有較大幅度的降低，其中QH015用量可減少1 kg/t，純堿用量可減少7 kg/t，水玻璃用量可降至0.4 kg/t，H J-01用量降至0.3 kg/t。浮選用水的循環(huán)使用避免了選礦廢水的排放對(duì)周邊環(huán)境的污染，同時(shí)也降低了藥劑成本和用水成本。

6 結(jié)論

花垣低品位碳酸錳礦石浮選技術(shù)的工業(yè)化試產(chǎn)成功，為國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型低貧碳酸錳礦的開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)了新的生機(jī)，同時(shí)也促進(jìn)了整個(gè)電解錳行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。此項(xiàng)浮選技術(shù)主要由4項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)集成：

1)合理的磨礦控制技術(shù)；

2)浮選機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)；

3)新型的捕收劑與調(diào)整劑配方技術(shù)；

4)尾水的回收循環(huán)利用技術(shù)。

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