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(zé)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(yīng)用前景［3］。碳酸錳礦屬于弱磁性礦物，其有用礦物需要用強(qiáng)磁選才能回收［4］。

強(qiáng)磁選工藝是中信大錳礦業(yè)有限責(zé)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(jī)磁輥粘料的裝置專利認(rèn)為：磁選機(jī)經(jīng)過長期的運(yùn)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(yán)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(xì)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(yán)格的要求［6］。針對因碳酸錳干選線磁選機(jī)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(qiáng)磁性礦物和物料含水量兩方面研究磁選機(jī)的粘輥行為。

1 試驗(yàn)原料及設(shè)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(xì)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(xì)分散狀或非晶質(zhì)微塵賦存在含錳礦物中［8］。

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

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 強(qiáng)磁性礦物的粘輥測試

2.1.1 細(xì)粒級礦石中的強(qiáng)磁性礦物

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

表1 細(xì)粒級給料樣中強(qiáng)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(qiáng)磁性礦物。且隨著磁場強(qiáng)度增大，吸附在輥筒上的強(qiáng)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(qiáng)度分別為0.30，0.25，0.10 T。表2為強(qiáng)磁性礦物主要物理化學(xué)性質(zhì)。

表2 強(qiáng)磁性礦物主要物理化學(xué)性質(zhì)

2.1.2 強(qiáng)磁性礦物的粘輥測試

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

表3 除鐵器上強(qiáng)磁性礦物選別測試結(jié)果

由表3可知：強(qiáng)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(yàn)

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

表4 不同粒級分選試驗(yàn)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(yīng)將細(xì)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(shí)驗(yàn)

將粒度＜7 mm的礦石在磁場強(qiáng)度為0.60 T，輥筒轉(zhuǎn)速為20 r/min的條件下進(jìn)行不同水份選別試驗(yàn)，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(yàn)

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(dá)到4%的時候，輥筒表面出現(xiàn)礦石粘輥現(xiàn)象，有少量強(qiáng)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(jī)粘輥是由于物料水份含量超過4%。為了進(jìn)一步弄清楚粘輥的物料粒級，在水份含量為4%，場強(qiáng)為0.60 T，轉(zhuǎn)速為20 r/min的條件下，進(jìn)行不同粒級的選別試驗(yàn)，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(jī)粘輥是因?yàn)槲锪狭６龋? 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(xì)粒物料比表面積大，顆粒間水分產(chǎn)生的粘結(jié)力增強(qiáng)，顆粒團(tuán)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(qiáng)磁性礦物。研究表明：強(qiáng)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(yīng)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(dá)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(yīng)控制在4%以內(nèi)，且盡量減少細(xì)粒級含量。

5)細(xì)粒級物料含水量超過4%是造成粘輥的直接原因。磁選設(shè)備長期運(yùn)行，在水份和強(qiáng)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(yīng)從控制入選物料水份和定期清理輥筒附著的強(qiáng)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(jìn)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(jī)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(xué)［M］.長沙：中南大學(xué)出版社，2004.

［7］傅文章，劉亞川.廣西下雷碳酸錳礦強(qiáng)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(zé)任公司60萬t/a碳酸錳選廠的設(shè)計與生產(chǎn)實(shí)踐［J］.中國錳業(yè)，2007，25(4)：48－50.