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1、低品位碳酸锰矿的选矿技术现状及进展低品位碳酸锰矿的选矿技术现状及进展2011年08月12日一、前言 我国锰矿石的类型以碳酸锰矿为主，约占总储量的73%。这类矿石的品位很低，一般Mn品位在20%以下，多属海相沉积型及沉积变质型锰矿床，保有储量39363.6万t，主要分布于云南、四川、湖南、湖北、广西等省（区）。其中，高磷锰矿储量为23858.1万t，占60.61%。一直以来，碳酸锰矿的富集、降磷研究工作得到人们的关注。 二、高磷低锰的碳酸锰矿石的选矿 我国锰矿在选、冶方面已经形成较完备的工业体系。目前，富集锰矿石的主要方法有重选、磁选、浮选以及火法富集，或者几种方法联合使用。碳酸锰矿石主要以浮选
2、为主，有时配以重选和强磁选。陕西某地锰矿为高磷低锰的碳酸锰矿石，原矿含锰低（11%），含杂质磷高（1.10%），锰矿物以碳酸锰为主，锰的氧化物极少。碳酸锰矿物有锰白云石、菱锰矿、锰方解石，其含量占67.20%。其中，主要是锰白云石，菱锰矿约占8%，锰方解石极少。锰白云石主要呈粒状和脉状集合体，脉状粒径在0.0850.1455mm，粒状粒径多在0.02910.0485mm。菱锰矿呈球状或环带状，包有石英细粒或碳质、泥质，粒径多在0.04850.194mm。脉石矿物为石英、白云石、方解石等。有害杂质为胶磷矿，具有软体动物的生物构造，如苔藓虫、介形虫，并与石英及锰白云石呈脉状集合体连生，似蛋白石，有
3、裂纹解理，并沿裂纹解理被方解石所替代，粒径多在0.14550.0813mm，还有少量细晶磷灰石。原矿多元素分析结果见表1，锰的物相分析结果见表2。 表1 矿多元素分析结果 % 表2 原矿锰的物相分析结果 崔恩静，任金菊等1根据该矿石的特性，试验比较了脱泥与不脱泥、分级与不分级的干式强磁选方案，确定了脱泥分级磁选流程。并采用湿式强磁选方案，回收了占有率为22.59%矿泥中的锰，得到产率44.01%、含锰18.41%、磷0.31%的锰精矿，锰回收率达到71.16%。 分级干式强磁选可除掉原矿中约67%的磷，即磁选精矿中锰的含量可提高到18.41%，磷可降至0.31%，已达到五级锰精矿的品位要求。若
4、要再提高锰的品位，使磷降至0.2%以下，仍是该方法难以解决的问题。 矿磨至74萎靡5占65%，脱泥后粗砂和矿泥单独进行湿式强磁选，获得含锰17.14%、回收率为63.03%、含磷为0.41%的产品。 该实验还进行了中性焙烧，化学法除磷研究。在箱式马弗炉中进行焙烧时间、温度的条件试验。品位提高到26%28%，磷的含量也随之上升到0.43%0.53%。根据氧化亚锰不易与稀硫酸作用、而磷易被稀酸所溶解的化学性质，进行了稀硫酸浸出除磷试验。酸浸在机械搅拌下进行，当硫酸浓度为6%，浸出时间为6090min，固液比为17至115时，锰精矿品位提高到30%33%，磷降至0.2%以下，达到除磷、提高锰精矿品位
5、的目的。 三、某地低品位难选锰矿石选矿试验 余新文，杨晓军2对某低品位难选锰矿石进行了选矿试验。主要金属矿物有菱锰矿、软锰矿、水（褐）锰矿、磁铁矿、黄铁矿等，脉石矿物以石英、白云石、黏土矿物为主，其次为绿泥石、绢云母、绿帘石、黑云母等。 原矿锰品位17.61%，锰主要含于碳酸锰中，占有率74.96%，其次存在于软锰矿、水（褐）锰矿中。菱锰矿成他形粒状，粒度细小，一般为0.03mm，为微泥晶菱锰矿，多集中构成以菱锰矿为主的条带，条带显深浅不同的褐、红色色调，有一定的方向性，近于平行排列。与石英、白云石、绿泥石、绢云母等矿物紧密共生。矿石主要构造为条带状构造，其次为星散稀疏浸染状构造等。结构以微泥
6、晶结构为主，其次为他形粒状结构、自形?半自形粒状结构等。 该矿石的锰物相分析结果：碳酸锰中锰74.96%；软锰矿中锰8.80%；水（褐）锰矿中锰8.35%；硅酸锰中锰3.63%；其他锰4.26%。 原矿粒度组成见表3。 表3 原矿粒度组成 % 矿石在磨矿细度74m占91%时，采用YL1捕收剂，经一次粗选、一次扫选、三次精选的闭路工艺流程（见图1）可得产率57.89%、品位23.35%、回收率为76.58%的锰精矿。 图1 闭路试验流程 通过浮选，使锰精矿品位从17.61%提高到23.35%，锰矿物得到有效富集。文中未提及磷的分选效果，但把锰精矿进一步中性焙烧，得到含Mn 30.55%；Fe 6
7、.81%；P 0.14%的冶金用锰矿石A5品级标准的精矿产品。 由于杂质磷的影响，把低磷碳酸锰矿选矿富集、中性焙烧、得到氧化锰精矿，杂质满足冶炼要求，适合供钢铁工业使用；高磷碳酸锰矿通过选矿富集，得到的锰精矿更适合作硫酸锰或电解锰的原料，有时没有通过富集而直接使用。 四、广西大新下雷碳酸锰的选矿实践 （一）广西大新下雷碳酸锰选矿研究历史回顾矿石的结构为微细粒（粒径一般为5m），由颗粒和脉状物组成，颗粒为鲕状，胶结构是微细粒碳酸盐矿物、黑硬绿泥石、绿泥石、石英、赤铁矿、云母等。结构以层状、纹层状、鲕豆状、块状为主。矿石以菱锰矿、钙菱锰矿为主的高硅、低磷、低铁锰矿石。主要矿物有菱锰矿、钙菱锰矿、锰
8、方解石、含锂方解石、褐铁矿、磁铁矿，主要脉石有石英、绿泥石、云母等3。矿石主要化学成分见表4。2000年前各科研院所对下雷锰矿的选矿试验研究简况见表5。 表4 矿石主要化学成分 % 表5 各科研院所对下雷锰矿的选矿试验结果 从以上试验结果看，1992年以前马鞍山矿山研究院等研究院所进行了磁、重、浮单一或联合选别流程试验，但无论采取哪种选矿方法，精矿品位都不高，也只能达到原矿地质品位或稍高些，回收率也不理想。可见该矿石为难选型矿石类型4。 （二）广西大新下雷碳酸锰矿选矿新进展2001年大新分公司科研所与长沙矿冶研究院合做的单一强磁选试验综合指标不错，精矿恢复到原矿地质品位，金属回收率也较好4。选
9、厂进行了流程技改，用长沙矿冶研究院研制的永磁选机取代原来的CS-1磁选机选别碳酸锰。 确定本次设计的工艺流程为：破碎部分为三段一闭路流程、采用双层筛进行湿式筛分，筛孔为20mm和7mm。原矿粒度450mm，产品粒度为粗精矿207mm，细精矿70mm。强磁选流程：207mm粒级用干式永磁选进行预粗选，选取合格的粗粒精矿，其尾矿返回细破与破碎系统的7mm粒级一起进入主厂房进行细粒级湿式永磁选一粗一扫选别，得出7mm细粒级精矿和扫选尾矿。 60万t/a碳酸锰选厂于2006年8月底建成投入生产，达到原矿处理量为50.26t/h。原矿品位Mn 18.17%，Mn2 14.62%，总精矿品位Mn 21.5
10、2%，Mn2 17.82%，尾矿品位Mn 5.13%，Mn2 2.89%；总精矿产率79.56%，选矿金属回收率94.23%的良好选矿指标。 五、结语 碳酸锰矿的选矿，以广西大新60万t/a碳酸锰选厂投入生产，获得锰精矿品位Mn 21.52%，总精矿产率79.56%，选矿金属回收率94.23%的良好选矿指标为标志，选矿技术得到空前提高，跃入新台阶，进入世界先进行列。 碳酸锰矿中磷的分选研究，一直受到人们的关注，尽管可以采用物理选矿联合法或化学法深度除磷，但成本高、流程长、锰损失大是其局限性，没有得到实质性的突破。近年来，生物浸出法在重金属硫化矿领域得到长足发展，在碳酸锰矿的降磷研究刚刚起步，继续加强试验研究，可望有所突破。 参考文献 1 崔恩静，任金菊，等.高磷低锰难选矿石除磷提高锰矿品位试验研究J.有色金属（选矿部分），2004（3）:3639. 2 余新文，杨晓军，等.某地低品位难选锰矿石选矿试验研究J.有色金属（选矿部分），2007（3）:1517. 3 黎贵亮，刘春杰.广西大新锰矿碳酸锰矿产资源的开发利用J.中国锰业，1999（1）:1619. 4 黄冠汉，农德连，等.中信大锰矿业有限责任公司60万t/a碳酸锰选厂的设计与生产实践J.中国锰业，2007（4）:4850.
