李國(guó)棟，魏志聰

(1. 昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明　650093； 2. 復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明　650093)

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云南某低品位軟錳礦強(qiáng)磁選工藝研究

李國(guó)棟1,2，魏志聰1,2

(1. 昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明650093； 2. 復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明650093)

摘要：針對(duì)云南某低品位軟錳礦進(jìn)行強(qiáng)磁選工藝試驗(yàn)，探索磁選流程并重點(diǎn)優(yōu)化磨礦細(xì)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、脈動(dòng)沖次、棒介質(zhì)直徑對(duì)錳精礦指標(biāo)的影響。在較佳的分選條件下，原礦經(jīng)“一次粗選、一次精選”高梯度強(qiáng)磁選流程選別后，可獲得品位為29.50%、錳回收率為83.45%的錳精礦。

關(guān)鍵詞：軟錳礦；強(qiáng)磁選；條件試驗(yàn)

0前言

錳是一種重要的金屬礦產(chǎn)，其中占世界產(chǎn)量95%左右的錳用于冶金工業(yè)，作為脫氧劑、脫硫劑和制造錳系合金[1]。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提升，國(guó)內(nèi)對(duì)不銹鋼以及特種鋼的需求量不斷增加，錳礦被列為中國(guó)的緊缺和重要礦產(chǎn)[2]。我國(guó)錳礦資源的主要特點(diǎn)是貧礦多富礦少，平均品位僅有21.5%，遠(yuǎn)低于世界平均品位。錳品位超過(guò)30%的氧化錳礦和超過(guò)25%的碳酸錳礦石稱為富錳礦，其含量?jī)H占6.3%[3]。目前國(guó)內(nèi)的錳礦資源中優(yōu)質(zhì)碳酸錳礦已經(jīng)嚴(yán)重短缺，開(kāi)發(fā)和利用氧化錳礦具有重要的意義[4]。氧化錳礦具有弱磁性，利用強(qiáng)磁富集錳仍然是主要的工藝。本文以云南某地低品位軟錳礦為研究對(duì)象，探尋該錳礦石的最佳強(qiáng)磁選條件及流程[5-6]，進(jìn)一步提高錳礦指標(biāo)。

1礦石基本特征

云南某錳礦石中共有氧化物、硅酸鹽、磷酸鹽和硫酸鹽4類共10種礦物存在。其中，氧化物約占84.5%，硅酸鹽約占15.2%，磷酸鹽和硫酸鹽含量極少；主要的礦石礦物為軟錳礦、錳鋁榴石、褐鐵礦，主要的脈石礦物為石英，其次為絹云母。原礦中錳品位僅為14.85%，屬于低品位的軟錳礦石。

原礦樣品的化學(xué)多元素分析及錳物相分析結(jié)果分別見(jiàn)表1~2。

表1　原礦多元素分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%

表2　原礦錳物相分析結(jié)果　%

由表1可知：原礦中錳品位為14.85%，是主要的回收對(duì)象。由表2可知：原礦中軟錳礦和錳鋁榴石中錳的分配率共占97.91%，少量存在于褐鐵礦、石英以及其他脈石中。

2選礦方法

原礦中軟錳礦和錳鋁榴石具有弱磁性，而石英、絹云母等脈石礦物無(wú)磁性，利用磁性差異，本文采用強(qiáng)磁選工藝實(shí)現(xiàn)錳礦物的分離與富集。

2.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)

該試驗(yàn)考察了不同磨礦細(xì)度時(shí)的精礦、中礦、尾礦指標(biāo)。試驗(yàn)設(shè)備采用SLon-100濕式高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，用一次粗選一次精選流程。磁選試驗(yàn)條件為：粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度1.2 T、脈動(dòng)沖程8 mm、脈沖次數(shù)250次/min、φ=2 mm棒介質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知：磨礦細(xì)度對(duì)礦石指標(biāo)具有顯著影響。入選細(xì)度過(guò)粗或過(guò)細(xì)都不利于分選，綜合錳精礦品位和回收率考慮，-0.074 mm占65%為較佳的磨礦細(xì)度。

2.2粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

磁選試驗(yàn)選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm占65%，高梯度強(qiáng)磁選機(jī)的脈動(dòng)沖程8 mm、沖次250次/min、φ=2 mm棒介質(zhì)，流程為一次粗選流程。分別考查了粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度1.0，1.2，1.4，1.6 T對(duì)選礦指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

1 Mn品位； 2 Mn回收率

由圖1可知：隨著粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，錳精礦品位逐漸降低，而回收率隨之提高，綜合錳精礦品位和回收率考慮，1.2 T為較佳的粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度。

2.3粗選脈動(dòng)沖次試驗(yàn)

磁選試驗(yàn)選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm占65%，粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.2 T，脈動(dòng)沖程為8 mm，φ=2 mm棒介質(zhì)，流程為一次粗選流程?？疾槊}動(dòng)沖次對(duì)選礦指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　強(qiáng)磁粗選脈動(dòng)沖次條件試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知：隨著脈動(dòng)沖次的提高，錳精礦品位逐漸提高，而回收率隨之下降，綜合考慮錳精礦品位和回收率，250次/min為較佳的脈動(dòng)沖次。

2.4粗選棒介質(zhì)直徑試驗(yàn)

磁選試驗(yàn)選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm占65%，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.2 T、脈動(dòng)沖程為8 mm、脈動(dòng)沖次為250次/min，流程為一段粗選流程。分別考查了粗選棒介質(zhì)φ為1，2，3，4 mm對(duì)選礦指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

1 Mn品位； 2 Mn回收率

由圖2可知：隨著高梯度強(qiáng)磁選機(jī)的棒介質(zhì)直徑的增大，錳精礦品位成上升趨勢(shì)，回收率先升高后下降。綜合考慮錳精礦品位和回收率，適宜的粗選棒介質(zhì)φ=2 mm。

2.5粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

原礦磨礦后經(jīng)一次高梯度強(qiáng)磁機(jī)粗選后，錳粗精礦品位達(dá)到27%左右，其粒度組成見(jiàn)表5。

為進(jìn)一步提高錳精礦指標(biāo)，對(duì)錳粗精礦精選再磨再選。選擇粗選時(shí)最佳條件：高梯度強(qiáng)磁選機(jī)精選磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.2 T、脈動(dòng)沖程為8 mm、沖次為250次/min、φ=2 mm棒介質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表5　錳粗精礦粒度組成

表6　粗精礦再磨細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果　%

由表6可知：隨著粗精礦再磨細(xì)度的提高，錳精礦品位略有提高，回收率不斷下降，綜合錳精礦品位、回收率和磨礦成本考慮，粗精礦不需再磨。

2.6精選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

在粗精礦不磨的條件下，考查精選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)提高錳精礦品位的影響。精選磁場(chǎng)強(qiáng)度為變量，其他條件為粗選最佳條件。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7　精選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知：當(dāng)精選磁場(chǎng)強(qiáng)度從0.6 T提高到0.8 T時(shí)，錳精礦品位降低0.15%，錳回收率提高了3.55%，繼續(xù)提高磁場(chǎng)強(qiáng)度到1.0 T時(shí)，錳精礦品位降低0.42%，錳回收率僅提高了0.77%，綜合錳精礦品位和回收率來(lái)看，較佳的精選磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.8 T。

2.7粗選尾礦再選試驗(yàn)

粗選尾礦中含Mn 3.80%、錳分布率為13.61%。為進(jìn)一步降低尾礦中錳的含量，對(duì)粗選尾礦進(jìn)行強(qiáng)磁掃選作業(yè)。磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.4 T，其他條件為粗選時(shí)最佳條件。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8　粗選尾礦再選(掃選)試驗(yàn)結(jié)果　%

由表8可知，粗選尾礦經(jīng)強(qiáng)磁掃選后，僅能獲得錳精礦品位7.55%、回收率7.30%。掃選作業(yè)不能有效回收粗選尾礦中的錳，沒(méi)必要加掃選作業(yè)。

3結(jié)論

1) 強(qiáng)磁粗選較佳的工藝技術(shù)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm占65%、高梯度強(qiáng)磁選機(jī)的脈動(dòng)沖程8 mm、沖次250次/min、φ=2 mm棒介質(zhì)、磁場(chǎng)強(qiáng)度1.2 T。

2) 強(qiáng)磁精選較佳的工藝技術(shù)條件為：粗精礦不再磨、磁場(chǎng)強(qiáng)度0.8 T。

3) 在較佳的分選條件下，原礦經(jīng)“一次粗選、一次精選”高梯度強(qiáng)磁選流程選別后，可獲得錳精礦產(chǎn)率42.01%、品位29.50%、回收率83.45%的指標(biāo)，錳礦物回收效果較好。

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High-intensity Magnetic Separation of a Low-grade Pyrolusite Ores in Yunnan

LI Guodong1,2, WEI Zhicong1,2

(1.FacultyofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650093,China;

2.StateKeyLaboratoryofComplexNonferrousMetalResourcesCleanUtilization,Kunming,Yunnan650093,China)

Abstract:An experimental study on high-intensity magnetic separation has been conducted of the low-grade pyrolusite ore from Yunnan. The article explored the magnetic separation process and focused on optimizing the grinding fineness, magnetic field intensity, pulsating speed, diameter of bar medium on the influence of manganese concentrate index. With the high-intensity magnetic separation flow sheet of one roughing-one concentrating, manganese concentrate with the grade of 29.50% and the recovery of 83.45% were obtained under the best condition of separation.

Key words:Pyrolusite; High-intensity magnetic separation; Condition experiment

中圖分類號(hào)：TD924

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.01.007

作者簡(jiǎn)介：李國(guó)棟(1991-)，男，山東單縣人，在讀碩士研究生，研究方向：浮選理論與工藝研究，手機(jī)：18487171192，E-mail：18487171192@163.com；通訊作者：魏志聰(1981-)，男，云南昆明市人，講師，研究方向：資源綜合利用及浮選理論與工藝等研究，手機(jī)：13577100486，E-mail：13577100486@126.com.

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51364017)；云南省級(jí)校人才培養(yǎng)項(xiàng)目(KKSY201221141)

收稿日期：2015-11-07