碳酸錳干選線磁選機粘輥行為的研究

符慧文，何溯結(jié)，李計成，劉 惠，李美嫻，楊 勇，羅朝探

(中信大錳礦業(yè)有限責任公司大新錳礦分公司，廣西 大新 532315)

0 前言

錳礦石主要有碳酸錳礦石、氧化錳礦石、共生多金屬礦石、硫錳礦石以及錳結(jié)核5大類，而我國的錳礦石則以碳酸錳為主，約占總儲量的73%［1］。廣西大新縣的碳酸錳儲量為1.441億 t［2］，居全國首位。磁選是碳酸錳礦比較常見的選別方法，并有較廣闊的應用前景［3］。碳酸錳礦屬于弱磁性礦物，其有用礦物需要用強磁選才能回收［4］。

強磁選工藝是中信大錳礦業(yè)有限責任公司大新錳礦分公司(以下簡稱為：大新錳礦分公司)碳酸錳選礦加工的主要工藝。山西太鋼不銹鋼股份有限公司發(fā)表的清除磁選機磁輥粘料的裝置專利認為：磁選機經(jīng)過長期的運行后，磁輥隨附著的物料被磁化不易退磁，物料粘在磁輥上形成循環(huán)滾動現(xiàn)象，被磁化的物料長時間堆積在磁輥上，不易清理，甚至發(fā)生堵料，嚴重時甚至發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象，使生產(chǎn)無法繼續(xù)［5］。選別粗顆粒礦石需要克服顆粒本身的重力，大多采用上部給礦的形式，因礦石間的濕潤而產(chǎn)生的毛細吸附現(xiàn)象會影響到磁力的分選效果，故對入選的礦石含水量有較嚴格的要求［6］。針對因碳酸錳干選線磁選機粘輥造成的選別效果不佳、金屬流失、回收率下降等問題，本文從強磁性礦物和物料含水量兩方面研究磁選機的粘輥行為。

1 試驗原料及設備

廣西下雷錳礦的礦物種類可分為碳酸鹽礦物、硅酸鹽礦物和其他礦物。其主要工業(yè)礦物是沉積錳礦物(菱錳礦、鈣菱錳礦、錳方解石和含錳方解石等)及變質(zhì)錳礦物(如薔薇輝石、錳鐵葉蛇紋石、錳簾石、褐錳礦、鎂鐵錳礦和含錳石榴子石等)［7］。

大新錳礦分公司選礦廠磁選用礦為下雷碳酸錳礦，其Mn品位較低，一般為12% ～18%。該礦石為難選型礦石，其原因在于礦石中的含錳礦物和脈石礦物呈微粒、微細粒狀且相互均勻緊密嵌布，鐵、磷組分大部分類質(zhì)同象，以細分散狀或非晶質(zhì)微塵賦存在含錳礦物中［8］。

試驗選用RK/YC-200永磁磁選機，磁輥尺寸200 mm×150 mm，磁輥轉(zhuǎn)速0～100 r/min。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 強磁性礦物的粘輥測試

2.1.1 細粒級礦石中的強磁性礦物

為了解碳酸錳細粒級礦石中強磁礦物的含量，特取200 g原礦(未烘干)在不同場強下選別，其結(jié)果見表1。

表1 細粒級給料樣中強磁性礦物含量

由表1可知，碳酸錳礦中存在一定數(shù)量的強磁性礦物。且隨著磁場強度增大，吸附在輥筒上的強磁性礦物就越多。

除鐵器到皮帶距離約40 cm，除鐵器表面、除鐵器與皮帶中間、皮帶表面的磁場強度分別為0.30，0.25，0.10 T。表2為強磁性礦物主要物理化學性質(zhì)。

表2 強磁性礦物主要物理化學性質(zhì)

2.1.2 強磁性礦物的粘輥測試

將強磁性礦物烘干后篩分為3個粒級，在場強為0.60 T，輥筒轉(zhuǎn)速為20 r/min的條件下分別進行粘輥測試，其結(jié)果見表3。

表3 除鐵器上強磁性礦物選別測試結(jié)果

由表3可知：強磁性礦物在含水量低的情況下，不會引起粘輥現(xiàn)象。

2.2 不同粒級分選試驗

在場強為0.60 T，轉(zhuǎn)速為20 r/min的條件下，對細破后的原料進行不同粒級的分選試驗，其結(jié)果見表4。

表4 不同粒級分選試驗結(jié)果

由表4可知：水份很低時，不同粒度入選，輥筒表面均無粘輥現(xiàn)象。其中粒度＜0.5 mm的選別效果較差，尾礦品位隨著粒度增大而提高，粒度＞7 mm的尾礦品位超出要求。因此應將細破粒度控制在7 mm以下，同時減少礦石破碎過程中的過粉現(xiàn)象是保證選別效果的前提條件。

2.3 相同粒度不同水份選別實驗

將粒度＜7 mm的礦石在磁場強度為0.60 T，輥筒轉(zhuǎn)速為20 r/min的條件下進行不同水份選別試驗，其結(jié)果見表5。

表5 粒度＜7 mm的礦石不同水份含量選別試驗

由表5可知：碳酸錳礦石隨著水份含量的增加，精礦品位越來越低，尾礦品位越來越高，說明礦石水份含量越高選別效果越差。在水份含量達到4%的時候，輥筒表面出現(xiàn)礦石粘輥現(xiàn)象，有少量強磁性礦物附著在輥筒底部，并隨著水份含量增加粘輥現(xiàn)象更加明顯。

2.4 相同水份不同粒級選別

由表5可以知道：造成磁選機粘輥是由于物料水份含量超過4%。為了進一步弄清楚粘輥的物料粒級，在水份含量為4%，場強為0.60 T，轉(zhuǎn)速為20 r/min的條件下，進行不同粒級的選別試驗，其結(jié)果見表6。

表6 相同水份不同粒級選別結(jié)果

由表6可知：磁選機粘輥是因為物料粒度＜5 mm，且含水量＞4%所致。粒度＞5 mm的物料不粘輥是由于其自身重力大于其所受的吸附力。粒度＜0.5 mm的物料輕微粘輥是由于細粒物料比表面積大，顆粒間水分產(chǎn)生的粘結(jié)力增強，顆粒團聚成塊的結(jié)果。

3 結(jié)論

1)大新錳礦分公司的碳酸錳礦中存在強磁性礦物。研究表明：強磁性礦物在干燥情況下不會出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象。

2)水份含量低時，不同粒度的物料選別，均無粘輥現(xiàn)象。在選別中應控制粒度在7 mm以下，可保證選別效果。

3)礦石水份含量越高選別效果越差，在水份含量達到4%時，磁筒表面出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象。隨著水份含量增加，粘輥現(xiàn)象更加明顯。

4)在物料水份含量為4%時，只有粒度＜5 mm的粒級出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象。因此入選物料的水份含量應控制在4%以內(nèi)，且盡量減少細粒級含量。

5)細粒級物料含水量超過4%是造成粘輥的直接原因。磁選設備長期運行，在水份和強磁性礦物的作用下，附著在輥筒上的礦物逐漸堆積，造成磁力下降，選別效果降低。解決粘輥問題應從控制入選物料水份和定期清理輥筒附著的強磁性礦物兩方面入手。

［1］朱昌洛，沈明偉.低品位碳酸錳礦的選礦技術(shù)現(xiàn)狀及進展［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2010，31(5)：30－33.

［2］何海洲.廣西錳礦資源特征及利用現(xiàn)狀［J］.資源與產(chǎn)業(yè)，2014，16(1)：71－76.

［3］常任.磁電選礦［M］.北京：冶金工業(yè)工業(yè)出版社，1986.

［4］王珊，方建軍，文婭，等.廣西大新難處理低品位碳酸錳礦加工工藝研究［J］.中國錳業(yè)，2013，31(1)：7－10.

［5］山西太鋼不銹鋼股份有限公司.清除磁選機磁輥粘料的裝置：中國，ZL200920254156.7［P］.2010－07－21.

［6］譚柱中，梅光貴，李維健，等.錳冶金學［M］.長沙：中南大學出版社，2004.

［7］傅文章，劉亞川.廣西下雷碳酸錳礦強磁選工藝技術(shù)研究［J］.中國錳業(yè)，2000，18(3)：14－16.

［8］黃冠漢，農(nóng)德連，詹海青，等.中信大錳礦業(yè)有限責任公司60萬t/a碳酸錳選廠的設計與生產(chǎn)實踐［J］.中國錳業(yè)，2007，25(4)：48－50.