馬來(lái)西亞某錳礦石選礦工藝試驗(yàn)*

劉建國(guó) 張 軍 湯玉和

(1.廣東省資源綜合利用研究所；2.稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

馬來(lái)西亞某錳礦石選礦工藝試驗(yàn)*

劉建國(guó)1,2張 軍1,2湯玉和1,2

(1.廣東省資源綜合利用研究所；2.稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

馬來(lái)西亞某錳礦石錳品位21.88%，硬錳礦中的錳占總錳的83.47%，金屬礦物主要為硬錳礦和褐鐵礦，脈石礦物主要是含錳的黏土礦物和石英、長(zhǎng)石等。為給該錳礦資源的開發(fā)利用提供依據(jù)，并避免浮選、焙燒等工藝對(duì)環(huán)境的不利影響，分別采用搖床重選、高梯度強(qiáng)磁選和高梯度強(qiáng)磁選—搖床重選3種工藝進(jìn)行選礦試驗(yàn)。結(jié)果表明，高梯度強(qiáng)磁選—搖床重選工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，能提前剝離出黏土稀泥，降低后續(xù)磨礦和選礦成本，錳精礦品位28.23%、回收率74.40%，品質(zhì)達(dá)到冶金用錳礦石A類AMn30標(biāo)準(zhǔn)，滿足當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保要求，是此類錳礦石選別的適宜工藝。

重選 磁選 黏土礦物 回收率

自然界中迄今發(fā)現(xiàn)的錳礦物和含錳礦物有150多種，分別屬于氧化物類、碳酸鹽類、硅酸鹽類、硫化物類、硼酸鹽類、磷酸鹽類等，其中工業(yè)礦物30多種，常見(jiàn)的有20多種，供工業(yè)利用的大部分是錳的氧化物和碳酸鹽礦物[1]。世界上生產(chǎn)的錳大約90%用于煉鋼工業(yè)，1.5%用于其他冶金工業(yè)，6%～8%用于非冶金工業(yè)。煉鋼工業(yè)中，因錳具有脫氧、脫硫作用，可阻止鋼的粒緣碳化物形成，提高和改善鋼材的硬度、強(qiáng)度、耐磨性、韌性和可淬性；在有色冶金工業(yè)中，錳主要在濕法冶煉中作氧化劑和合金元素；在輕工業(yè)和化工業(yè)中，錳主要用于干電池、玻璃、陶瓷、制皂、錳鹽、醫(yī)藥、印染、農(nóng)業(yè)(肥料、殺菌、飼料)、環(huán)境保護(hù)(水處理、控制大氣污染、燃料添加劑)等方面[2]。因此加大錳礦資源研發(fā)力度，有效提高錳礦資源品位，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

馬來(lái)西亞某錳礦錳品位21.88%，由于當(dāng)?shù)卣畬?duì)環(huán)保要求很嚴(yán)苛，不能采用浮選、焙燒等可能對(duì)環(huán)境帶來(lái)污染和危害的選礦工藝回收錳。本文主要采用重選、磁選及其聯(lián)合工藝等3種工藝方法進(jìn)行選礦試驗(yàn)，以確定適宜該礦石的綠色環(huán)保選礦工藝，為今后開發(fā)利用此類資源打下基礎(chǔ)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石組成

馬來(lái)西亞某錳礦石主要錳礦物硬錳礦呈微細(xì)粒嵌布，與褐鐵礦、黏土礦等連生密切。對(duì)礦石有代表性的試樣進(jìn)行化學(xué)多元素分析、礦物組成分析和錳的物相分析，結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2、表3。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 礦石礦物組成 %

表3 錳物相分析結(jié)果 %

表1、表2表明，礦石中的錳、鐵、二氧化硅和三氧化二鋁品位較高，分別為21.88%，12.72%、13.44%和15.52%，其他元素品位均較低；原礦礦物組成結(jié)果表明礦石中金屬礦物主要為硬錳礦和褐鐵礦，極少量的鈦鐵礦、白鈦石等，脈石礦物主要是大量的含錳黏土礦物及少量石英、長(zhǎng)石、白云母等。

由表3可知，礦石中的錳主要賦存在硬錳礦中，分布率為83.47%；其次賦存在含錳黏土中，錳分布率12.05%。選礦試驗(yàn)主要回收硬錳礦，因此錳精礦理論回收率為83.47%。

1.2 粒度分析

礦石破碎至-2.0 mm后作為試驗(yàn)樣，進(jìn)行粒度分析，篩析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4表明，試樣粒級(jí)越粗，錳品位越高，但錳金屬分布率卻隨著粒度變細(xì)而先降低后上升，在-0.038 mm粒級(jí)中，錳金屬分布率達(dá)到21.54%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

根據(jù)硬錳礦與黏土類脈石之間的密度差及硬錳礦弱磁性等特征，分別進(jìn)行了搖床重選(方案1)、高梯度強(qiáng)磁選(方案2)、高梯度強(qiáng)磁選—搖床重選(方案3)3種選礦工藝試驗(yàn)，工藝流程分別見(jiàn)圖1、圖2和圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 試驗(yàn)樣篩分分析結(jié)果

圖1 搖床重選工藝流程

圖2 高梯度強(qiáng)磁選工藝流程

表5 不同選礦工藝流程試驗(yàn)結(jié)果 %

表5表明，該礦石經(jīng)3種方案選別后，錳在精礦中均未能獲得理論值相當(dāng)?shù)母患笜?biāo)，因此該礦石不宜再細(xì)磨，錳精礦適宜以硬錳礦富連生體形式得到富集。

圖3 高梯度磁選—重選聯(lián)合工藝流程

方案1的錳精礦品位最高，為28.69%，但回收率最低，僅59.65%，且工藝復(fù)雜，磨礦量大、成本高；方案2的錳精礦回收率最高，為78.63%，但錳品位最低，僅26.49%；方案3未直接磨礦，通過(guò)強(qiáng)攪拌有效剝離出黏土稀泥，降低強(qiáng)磁選處理量，提供優(yōu)質(zhì)給礦，能有效降低磨礦成本，最終錳精礦品位和回收率適中，分別為28.23%、74.40%。

對(duì)比方案1和方案3的選別指標(biāo)及工藝復(fù)雜程度、成本等，方案3更優(yōu)；方案2工藝較方案3簡(jiǎn)單，錳回收率較方案3高4.23個(gè)百分點(diǎn)，但方案3比方案2錳精礦品位高1.74個(gè)百分點(diǎn)。方案3錳精礦品質(zhì)達(dá)到冶金用錳礦石A類AMn30標(biāo)準(zhǔn)，而方案2錳精礦品質(zhì)未達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，因此方案3錳精礦綜合價(jià)值明顯高于方案2的。因此，綜合考慮精礦品質(zhì)和能耗，選用方案3作為該錳礦石的回收工藝流程。

3 結(jié) 論

馬來(lái)西亞某錳礦石錳品位21.88%，錳礦物主要為硬錳礦、含錳的黏土礦物等，83.47%的錳以硬錳礦的形式存在，具有回收利用價(jià)值，錳精礦理論回收率83.47%。

搖床重選工藝流程錳精礦品位最高、回收率最低，高梯度強(qiáng)磁選工藝錳精礦回收率最高、錳品位最低，高梯度強(qiáng)磁選—搖床重選工藝錳精礦品位和回收率適中，分別為28.23%、74.40%。相比另外兩種工藝，高梯度強(qiáng)磁選—搖床重選工藝能提前拋除黏土稀泥，降低磨礦成本，錳精礦品質(zhì)達(dá)到冶金用錳礦石A類AMn30標(biāo)準(zhǔn)。高梯度強(qiáng)磁選—搖床重選工藝適宜該錳礦石的選別，相比浮選、磁化焙燒等選礦方法，能滿足馬來(lái)西亞政府對(duì)環(huán)保的要求。

[1] 孫傳堯. 選礦工程師手冊(cè)：第3冊(cè) [M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2015.

[2] 礦產(chǎn)資源綜合利用手冊(cè)編輯委員會(huì). 礦產(chǎn)資源綜合利用手冊(cè)[M]. 北京：科學(xué)出版社， 2000.

Research on Mineral Processing Technology of a Manganese Ore in Malaysia

Liu Jianguo1,2Zhang Jun1,2Tang Yuhe1,2

(1.Guangdong Institute of Resources Comprehensive Utilization; 2.State Key Laboratory for Separation and Comprehensive Utilization of Rare Metals)

There is 21.88% Mn in a manganese ore from Malaysia. The manganese in psilomelane accounted for 83.47% of total manganese. Metal minerals are mainly psilomelane and limonite. Gangue minerals are mainly clay minerals containing manganese, quartz and feldspar. To provide technique basis for development of the manganese ore, and avoid adverse effect from flotation and roasting process, beneficiation experiment was conducted via three process of shaking table gravity separation, high gradient high intensity magnetic separation, and high gradient high intensity magnetic separation-shaking table gravity separation respectively. Results indicated that, high gradient high intensity magnetic separation-shaking table gravity separation process is relatively simple, can discarding clay minerals in advance, decrease follow-up grinding and beneficiation cost, manganese concentrate with 28.23% Mn and recovery of 74.40% was obtained, the quality can match the local environmental requirement, is suitable for the ore separation.

Gravity separation, Magnetic separation, Clay minerals, Recovery

*廣東省廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目科學(xué)研究專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào)：201504010009)。

2016-10-26)

劉建國(guó)(1984—)，男，工程師，510650 廣東省廣州市天河區(qū)長(zhǎng)興路363號(hào)。