氧化錳細(xì)粒級尾礦選礦回收研究及實(shí)踐

唐秀東

(福建省連城錳礦有限責(zé)任公司，福建 連城 366215)

福建省連城錳礦有限責(zé)任公司(以下簡稱為：公司)蘭橋礦區(qū)已開采三十多年，以氧化錳礦石為開采對象，其錳礦石有益成分高，是生產(chǎn)天然放電錳粉和硅錳合金的優(yōu)質(zhì)原料。蘭橋礦區(qū)錳礦資源具有上富下貧、富少貧多且雜而細(xì)的特點(diǎn)。隨著多年的開采，礦石品位逐漸變低，粉率逐漸變高，直接影響選廠的選別指標(biāo)［1］。選廠多年來經(jīng)過多次選礦工藝流程優(yōu)化技改，粗粒級(+1 mm)錳礦石已得到了有效回收，同時(shí)在尾礦溝后端加入4段跳汰掃選流程進(jìn)行回收尾礦，但仍難以有效回收尾礦中以細(xì)粒級錳礦(－1 mm)為主的洗礦機(jī)溢流礦，導(dǎo)致大量細(xì)粒級錳礦流失。為此，加強(qiáng)對細(xì)粒級尾礦的回收是加強(qiáng)資源回收提高企業(yè)效益的必然選擇。

1 礦石性質(zhì)

蘭橋礦區(qū)礦床類型為風(fēng)化琳積型錳礦床，礦石類型為淋濾型氧化錳礦，主要礦物有軟錳礦、硬錳礦、錳土等，脈石礦物有石英、高嶺土、褐鐵礦等。在礦石中，軟錳礦、硬錳礦、錳土呈共生關(guān)系，難以分選，礦石構(gòu)造有土狀、粉狀、塊狀、粒狀等，以土狀、塊狀為主，貧礦含錳品位在8% ～18%左右［2］。原礦多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

表1表明，原礦的錳品位為13.60%，主要雜質(zhì)是SiO2。原礦中錳的化學(xué)物相分析結(jié)果見表2［3］。

表2 原礦中錳的化學(xué)物相分析結(jié)果 %

表2表明，原礦中的錳主要以氧化物形式存在。

2 回收方案的選擇

蘭橋礦區(qū)氧化錳礦石具有粉率和泥化程度高的特點(diǎn)，在進(jìn)入重選和磁選工藝之前先進(jìn)行洗礦機(jī)洗礦，洗礦機(jī)溢流礦直接排至尾礦溝與總尾礦匯合進(jìn)入尾礦庫，稱之為細(xì)粒級尾礦，產(chǎn)率在30% ～40%左右，粒度分析結(jié)果見表3。

表3 細(xì)粒級尾礦粒度分析結(jié)果

表3表明，細(xì)粒級尾礦粒度較細(xì)，－0.074 mm粒級和－0.038 mm 粒級分別占74.67%和26.81%，其中－0.074 mm錳分布率達(dá)到了65.83%，且粒度越細(xì)，錳品位越低。實(shí)踐表明，蘭橋礦區(qū)氧化錳礦石磨礦至－1 mm時(shí)單體解離度達(dá)到97%以上，根據(jù)粒度分析結(jié)果，細(xì)粒級尾礦不需要進(jìn)行磨礦即可進(jìn)行選別。

蘭橋礦區(qū)氧化錳礦石中有用礦物和脈石礦物的比重差異比較小，細(xì)粒級尾礦經(jīng)過洗礦機(jī)洗礦后的溢流產(chǎn)物，其差異更小。若采用重選回收有用礦物難以達(dá)到理想指標(biāo)。為此，重選回收的方案不宜采用［4］。細(xì)粒級尾礦屬氧化礦，根據(jù)相關(guān)資料，采用浮選方案，其用藥量較大，分選效果一般，從成本、環(huán)保和選礦指標(biāo)的角度上分析，難以獲得經(jīng)濟(jì)效益。因此，浮選回收的方案也不宜采用。

由于氧化錳礦物的比磁化系數(shù)比脈石礦物較大，采用強(qiáng)磁方法將其與脈石分離較為理想。氧化錳礦石中主要礦物的比磁化系數(shù)和比重見表4。

表4 氧化錳礦石中主要礦物的比磁化系數(shù)和比重

3 選礦試驗(yàn)

2014年初，公司試驗(yàn)人員利用國內(nèi)相關(guān)廠家的立環(huán)高梯度磁選設(shè)備進(jìn)行磁選試驗(yàn)，磁選試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 磁選試驗(yàn)結(jié)果

表5表明，磁選精礦品位隨著磁場強(qiáng)度的提高而降低，精礦回收率隨著磁場強(qiáng)度的提高而提高。當(dāng)磁場強(qiáng)度在11 000 kA/m時(shí)，選礦指標(biāo)最為理想，一次磁選不僅得到產(chǎn)率為24.96%含錳38.62%的精礦，同時(shí)得到74.10%的回收率。試驗(yàn)表明使用該設(shè)備進(jìn)行磁選回收細(xì)粒級尾礦可得到較好的選別指標(biāo)。

4 工藝應(yīng)用

4.1 工藝流程

公司確定使用該選礦工藝回收細(xì)粒級尾礦，隨即投入建設(shè)，選礦工藝流程見圖1，于2015年2月正式投入生產(chǎn)。

圖1 細(xì)粒級選礦工藝流程

4.2 選別結(jié)果

該工藝生產(chǎn)選別指標(biāo)見表6。

表6 細(xì)粒級選礦工藝生產(chǎn)選別指標(biāo)

表6表明，該細(xì)粒級選礦工藝生產(chǎn)實(shí)際選別指標(biāo)與試驗(yàn)指標(biāo)基本相同，在原礦指標(biāo)較差的條件下，經(jīng)過一次磁選，可以得到氧化錳精礦含錳40.32%、產(chǎn)率24.89%、回收率74.97%的較好指標(biāo)。同時(shí)該工藝生產(chǎn)中指標(biāo)穩(wěn)定，操作簡單便捷，維護(hù)保養(yǎng)簡易且周期較長，臺(tái)班用工量較少，僅兩人/班就可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作。為此，該工藝簡單可行，能為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也為國家珍貴錳礦資源得到有效充分利用做出一定貢獻(xiàn)。

4.3 存在的問題

精礦沖洗用水量較大，約為35 t/h，精礦含水量較大導(dǎo)致脫水難度較高;細(xì)粒級尾礦粒度過細(xì)，導(dǎo)致水力旋流器分級效果不佳，存在小部分跑尾;考慮成本與效益等因素，流程設(shè)計(jì)時(shí)未進(jìn)行多次選別，若采用多次選別，回收率可以得到更高。

5 結(jié)論

我國氧化錳錳礦開采已有多年歷史，由于早中期選礦技術(shù)較為落后，在選別過程中只選出品位較高、粒度較粗的錳礦石，其余部分拋尾，未得到有效利用。同時(shí)，目前開采的礦石品位愈低、粒度愈細(xì)、粉率愈高，選別難度很大。如何有效回收以上礦石中的細(xì)粒級錳礦是當(dāng)前急需解決的技術(shù)難題。

公司蘭橋礦區(qū)對氧化錳細(xì)粒級尾礦進(jìn)行了磁選回收的試驗(yàn)研究，確定回收細(xì)粒級尾礦生產(chǎn)工藝方案并投入使用，生產(chǎn)中單一磁選得到產(chǎn)率24.89%、錳品位40.32%、錳回收率74.97%的錳精礦，得到較好的選別指標(biāo)，為細(xì)粒級錳礦的回收提供了技術(shù)參考。

［1］郭天煌.連城錳礦氧化錳礦選礦工作回顧［J］.中國錳業(yè)，2000，18(2)：4 －6.

［2］黃獻(xiàn)麗，孫文英.連城錳礦蘭橋選礦廠選礦工藝的技改［J］.中國錳業(yè)，2000，18(3)：19－21.

［3］曾克新，蟻梅春，陳讓懷.微細(xì)粒級貧錳礦選礦回收工藝研究［J］.中國錳業(yè)，2010，28(2)：15－17.

［4］郭天煌.利用PMHIS干式永磁磁選機(jī)對氧化錳尾礦的回收實(shí)踐［J］.中國錳業(yè)，2000，18(3)：17－24.