淺析氧化錳礦石選礦工藝研究現(xiàn)狀

譚鑫

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淺析氧化錳礦石選礦工藝研究現(xiàn)狀

譚鑫

（中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司天等錳礦分公司，廣西 崇左 532800）

在我國錳礦石生產(chǎn)研究中，選礦技術(shù)研究占據(jù)著重要位置。結(jié)合傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝與新處理工藝研究，開展了選礦單選流程與聯(lián)合流程工藝研究。

氧化錳礦石；選礦工藝；單選流程；聯(lián)合流程

錳礦石作為當(dāng)前冶金行業(yè)重要的原材料，在我國冶金生產(chǎn)中其消耗量每年呈現(xiàn)上升趨勢。其中碳酸錳礦作為我國錳礦石的主要類型，其總儲量約占我國錳礦石總量的70%左右。隨著我國優(yōu)質(zhì)碳酸錳礦資源的日益開發(fā)，礦貧礦開采技術(shù)的研究成為了當(dāng)前錳礦工藝技術(shù)研究的重要組成部分。因此氧化錳貧礦冶煉前的選礦技術(shù)研究對于我國錳冶金行業(yè)發(fā)展起到了不可忽視的作用。在當(dāng)前錳礦石選礦實(shí)踐生產(chǎn)中，主要包括單一流程與聯(lián)合流程兩種主要方式。下面我們分別就這兩種選礦工藝開展技術(shù)研究。

1 單一流程工藝

在錳礦選礦生產(chǎn)中，單一流程工藝是較為簡便的選礦工藝技術(shù)，其中包括洗礦、重選、磁選、浮選4種主要方式。

1.1 洗礦工藝技術(shù)

洗礦是冶金生產(chǎn)中最為傳統(tǒng)的選礦工藝。在洗礦生產(chǎn)作業(yè)中，經(jīng)常與礦石篩分一起進(jìn)行。實(shí)際生產(chǎn)中其主要方法包括以下兩種：①將原礦在振動篩振動，之后直接使用沖水清洗原礦；②將洗礦后的凈礦利用振動篩進(jìn)行篩分處理。在實(shí)際生產(chǎn)中，洗礦加工是每個(gè)氧化錳選礦廠必備的加工方式，富礦采用洗礦加工后可以直接用于冶金生產(chǎn)。在技術(shù)研究中，生產(chǎn)企業(yè)發(fā)現(xiàn)二次或三次洗礦作用模式，代替一次洗礦，提高洗礦中的金屬回收率約，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 重選工藝技術(shù)

錳礦重選選礦工藝生產(chǎn)中一般會使用跳汰機(jī)（主要用于粗、中粒礦石選礦）、搖床（主要用于細(xì)粒物料選礦）等。在實(shí)際生產(chǎn)中這一工藝具有投資少、費(fèi)用低等優(yōu)勢，因此當(dāng)脈石礦物密度大時(shí)，企業(yè)會優(yōu)先選用這一工藝。但是隨著我國貧錳礦與難選錳礦使用數(shù)量的不斷增加，企業(yè)選礦生產(chǎn)前一般需要對錳礦石進(jìn)行磨細(xì)處理，進(jìn)而提高重選處理的難度，造成回收率的下降。因此技術(shù)人員采用控制材料磨細(xì)顆粒度的方式，提高重選生產(chǎn)質(zhì)量。比如技術(shù)人員將錳品位在18%左右的貧礦磨至﹣0.074 mm占70%，之后經(jīng)過重選加工為中礦；品位為24%的富礦磨至同樣顆粒度占30%左右。之后使用兩次跳汰、一次搖床的分選過程，就可以得到品位為40.41%的精礦。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)其回收率可以達(dá)到79%，達(dá)到了良好的選礦回收效果。

但是在實(shí)際生產(chǎn)中，重選工藝存在靈活性不強(qiáng)、生產(chǎn)設(shè)備性能較差等問題。為此技術(shù)人員也開展了相應(yīng)的技術(shù)研究，目前常用的技術(shù)措施包括了以下兩種：①逐步采用部分磁選方式替代重選工藝；②根據(jù)粗粒鐵礦石重選的機(jī)械設(shè)備技術(shù)更新研究成果，改進(jìn)重現(xiàn)中使用的跳汰機(jī)，以及采用新型尖縮溜槽等措施，完善錳礦重選技術(shù)工藝。

1.3 磁選工藝技術(shù)

1.3.1 磁選技術(shù)基礎(chǔ)概念與生產(chǎn)實(shí)踐案例

磁選選礦工藝主要是利用磁力設(shè)備選別錳礦物料，在選礦生產(chǎn)中屬于較為傳統(tǒng)的工藝措施。在實(shí)際生產(chǎn)中，這一技術(shù)具有企業(yè)生產(chǎn)基建投資費(fèi)用高的缺陷；但是也具有生產(chǎn)消耗低、人員操作較為簡單、設(shè)備便于控制、生產(chǎn)適用性強(qiáng)可用于多種類礦石生產(chǎn)的優(yōu)勢，因此在當(dāng)前選礦生產(chǎn)中較為常見。在實(shí)際生產(chǎn)中，技術(shù)人員對這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了考察與分析。其實(shí)際的選礦案例包括以下兩項(xiàng)。

案例一：生產(chǎn)中生產(chǎn)人員采用Ф750分級機(jī)對錳礦材料進(jìn)行磁選，即可獲得品位為42.3%的精礦材料，獲得的材料回收率為66.51%.

案例二：企業(yè)對錳礦尾礦再選生產(chǎn)，生產(chǎn)企業(yè)使用干濕聯(lián)合磁選工藝進(jìn)行選礦。企業(yè)將成分為12.05%的尾礦材料分成﹣0.833 mm與＋0.833 mm兩種粒級。其中﹣0.833 mm顆粒使用磁場強(qiáng)度為1.2×103kA/ｍ的干式強(qiáng)磁選拋尾選礦；而＋0.833 mm顆粒粒級與﹣0.833 mm粒級干選磁精礦合并后，之后采用進(jìn)行磨礦處理（磨礦細(xì)度﹣0.074 mm），之后采用磁場強(qiáng)度為1.2×103kA/m的濕式強(qiáng)磁選工藝選礦，最終獲得品位34.45%精礦材料。研究結(jié)果顯示其金屬回收率為82.35%，其選礦質(zhì)量效果較好。

1.3.2 磁選設(shè)備技術(shù)研究

在實(shí)際的氧化錳礦選礦生產(chǎn)中，技術(shù)人員為了提高磁選生產(chǎn)質(zhì)量，在磁選生產(chǎn)設(shè)備方面開展了相應(yīng)的技術(shù)研究。目前我國新型的磁選設(shè)備包括當(dāng)前較為常用的永磁輥式強(qiáng)磁選機(jī)、CTB1245永磁磁選機(jī)以及新型 LYC－720濕式永磁立環(huán)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)等，都是磁選設(shè)備研究的主要成果。我們以永磁輥式強(qiáng)磁選機(jī)為例進(jìn)行介紹，這一技術(shù)在設(shè)計(jì)與使用中具有以下技術(shù)特性：①設(shè)備采用了新型的軸向串級對斥磁系結(jié)構(gòu)，磁輥表面磁感強(qiáng)度（0.13～0.18 t），高磁場梯度10 nT/m。②設(shè)備運(yùn)行中無氣隙，物料不阻塞，分選效率高。③入選粒度較大，可以達(dá)到50 mm。④磁輥受傳送分選帶保護(hù)，無磨損，難退磁。⑤設(shè)備安裝、維修及生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡便。

為了提高磁選設(shè)備生產(chǎn)效率，我國技術(shù)人員也針對其生產(chǎn)技術(shù)開展了相關(guān)研究。比如部分技術(shù)人員使用分級-Slon型強(qiáng)磁粗選、-Slon強(qiáng)磁掃選工藝，對木圭松軟錳礦進(jìn)行選礦處理。其主要的技術(shù)參數(shù)包括以下幾個(gè)過程：①礦石處理后的粒級在﹣10.0～＋1.0 mm之間；②采用振動篩分方式將其分成＋5.0 mm、﹣5.0～＋1.0 mm兩個(gè)粒級，之后對＋5.0 mm粒級二次破碎處理，加工成﹣5.0～＋1.0 mm粒級材料；③確定選礦條件，研究中技術(shù)人員將選礦條件確定參數(shù)，其給礦濃度為18%，材料干礦處理量為180 kg/h。磁選作業(yè)包括了粗選與掃選兩個(gè)主要部分：①粗選生產(chǎn)背景。磁力強(qiáng)度1.0 T，脈動沖程為12 mm，脈動沖次230次每分鐘，轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速速度為2.5 r/min；②掃選生產(chǎn)背景。磁力強(qiáng)度1.2 T，脈動沖程為12 mm，脈動沖次230次每分鐘，轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速200次每分鐘。連續(xù)生產(chǎn)2 d后，生產(chǎn)取得品位為30.38%的精礦材料，其材料回收率為75.97%，其選礦質(zhì)量較高。隨著我國各類、各等級新型磁選機(jī)研究的開展，我國目前氧化錳選礦生產(chǎn)技術(shù)大部分進(jìn)行了更新，為我國錳選礦技術(shù)提高提供了有效保障。

1.4 浮選工藝技術(shù)

浮選工藝是一種礦產(chǎn)選礦的方法，但是氧化錳礦材料由于具有較差的可浮性，同時(shí)由于浮選工藝成本較高，且操作控制較為困難，因此這一技術(shù)目前仍處于研究階段。目前這一工藝的研究重點(diǎn)包括了浮選藥劑、浮選設(shè)備和浮選工藝機(jī)制三個(gè)方面，其中浮選機(jī)制是技術(shù)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。在這一研究中，技術(shù)人員將細(xì)粒軟錳礦在磁場中進(jìn)行了浮選狀況和濁度實(shí)驗(yàn)，對磁場對浮選效果規(guī)律進(jìn)行了分析研究。研究結(jié)果顯示外磁場作用能使弱磁性錳礦石表觀粒度體積增大，進(jìn)而提升了這類錳礦浮選質(zhì)量。研究中技術(shù)人員在磁場中使用浮選方式對細(xì)粒軟錳礦進(jìn)行處理。研究結(jié)果表明：與單一疏水聚團(tuán)顆粒浮選工藝相比較，磁場中的疏水聯(lián)合聚團(tuán)表觀粒度較大，比表面積??；磁場對于細(xì)粒軟錳礦的回收率提升起到了有效作用，同時(shí)在磁場對于脈石分離也可以起到有效的作用。在磁場強(qiáng)度為0.7 T時(shí)，選礦精礦材料的品位由80.5%提升至89.4%，金屬材料的回收率也由61.5%提升至84.6%.

2 聯(lián)合流程工藝

為了提升氧化硅選礦加工生產(chǎn)效率與質(zhì)量，技術(shù)人員在單一選礦技術(shù)基礎(chǔ)上，采用聯(lián)合加工工藝模式，開展了聯(lián)合流程工藝技術(shù)研究。目前我國常用的聯(lián)合選礦工藝中一般會與磁選方式進(jìn)行結(jié)合，主要包括了以下兩種。

2.1 重、磁選聯(lián)合選礦工藝

這一選礦工藝是將重選與磁選聯(lián)合使用，提高選礦生產(chǎn)處理質(zhì)量。由于選礦效果較好，因此在選礦生產(chǎn)中使用較為廣泛。為此技術(shù)人員針對這一工藝開展了專項(xiàng)的技術(shù)研究，特別是在大新低品位氧化錳粉礦選礦中，這一技術(shù)的應(yīng)用較為明顯。在實(shí)際生產(chǎn)中，企業(yè)使用先磁選、后重選的方式進(jìn)行選礦處理。技術(shù)人員采用375 mm輥徑CS-1型強(qiáng)磁選機(jī)對氧化錳礦產(chǎn)進(jìn)行磁選加工處理，之后再采用300 mm×300 mm下動型隔膜跳汰機(jī)對磁選后的材料進(jìn)行跳汰重選處理，最終獲得品位為38.6%與31.95%的兩種精礦材料，效果很好。經(jīng)過研究我們發(fā)現(xiàn)，單一的磁選處理方式可以取得較高的金屬回收率，但是其生產(chǎn)出的精礦品位較差；而重選礦方式可以獲得較好品位的精礦材料，但是其金屬回收率較低。因此采用強(qiáng)磁選與跳汰重選聯(lián)合流程的生產(chǎn)工藝，可以取得較好的生產(chǎn)質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 磁、浮選聯(lián)合選礦工藝

這一選礦工藝是將磁選與浮選聯(lián)合使用的一種選礦工藝，對于氧化錳礦石處理具有較強(qiáng)的針對性。比如我國部分地區(qū)所產(chǎn)的高鐵錳比鐵錳共生礦石由于其風(fēng)化嚴(yán)重，整體形態(tài)呈黏土狀態(tài)，礦物中嵌布的粒度非常微小，因此磁選、重選、浮選等方式難以起到有效的選礦效果。因此技術(shù)人員采用了磁、浮選結(jié)合的方式對材料開展了選礦處理。其處理過程包括磁化還原焙燒處理、弱磁選處理、選鐵尾礦反浮選處理3個(gè)階段。處理后企業(yè)得到了品位為34.55%、回收率為78.47%的精礦材料，分選處理質(zhì)量較好。

3 結(jié)束語

氧化錳錳礦材料選礦技術(shù)研究是當(dāng)前我國錳礦處理研究的重要組成部分。因此技術(shù)人員針對當(dāng)前氧化錳材料常用的洗礦、重選、磁選和浮選4種主要單選模式，開展了材料單選與聯(lián)合選礦研究，為我國氧化錳礦開發(fā)與冶金技術(shù)發(fā)展提供支持。

［1］張風(fēng)平，徐本軍.我國氧化錳礦石選礦工藝研究現(xiàn)狀［J］.濕法冶金，2014（02）.

［2］盧毅屏，呂海峰，馮其明，等.細(xì)粒軟錳礦磁-疏水聯(lián)合聚團(tuán)研究［J］.中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（12）.

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2095－6835（2019）01－0080－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.01.080

譚鑫（1992—），男，助理工程師，研究方向?yàn)殄i礦石加工技術(shù)。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕