我國氧化錳礦石選礦工藝研究現狀

張風平，徐本軍

（貴州大學 材料與冶金學院，貴州 貴陽 550003）

近年來，由于鋼鐵及相關行業的迅速發展，錳礦石消耗量大幅增長。我國錳礦以碳酸錳礦為主，礦石儲量0．9億t［1］，碳酸錳礦占總儲量的73%。經過多年開發，碳酸錳礦資源尤其是優質碳酸錳礦資源已嚴重短缺，因此，研究如何利用我國豐富的氧化錳礦資源，其戰略意義十分重要。我國氧化錳礦多為貧礦，冶煉前大多需要選礦。本文簡要介紹了近幾年氧化錳礦選礦研究現狀，并提出了一些看法。

1 單一流程選礦

1．1 單一洗礦

洗礦是傳統的選礦方法之一。某些富錳礦石經過洗礦后可直接用于冶煉。洗礦作業常與篩分相伴，常見方法有在振動篩上直接沖水清洗原礦，或洗礦后的礦砂（凈礦）送振動篩篩分等。氧化錳礦選礦廠大都設有洗礦作業，并由一次洗礦發展為二次或三次洗礦。廣西某錳礦選礦廠［1］將設計的一次洗礦改造為二次洗礦，并對洗礦溢流中的錳加以回收，每年多回收粉礦約8 000t，提高金屬回收率約5%，經濟效益明顯。對原有洗礦流程加以改進［2］也是洗礦研究的方向之一。

1．2 單一重選

錳礦重選常用設備有跳汰機（處理粗、中粒礦石）、搖床（處理細粒物料）等。重選投資少，費用低，當礦石中需回收的錳礦物比脈石礦物密度大時，優先選擇重選工藝。但近些年來，隨著富礦資源的枯竭，品位較低的貧錳礦和難選錳礦被大量使用，這類礦石嵌布復雜，目的礦物與脈石礦物嵌布緊密，為了使礦物單體解離，需要將錳礦石磨細，這又造成錳流失。師偉紅等［3］對不同磨礦粒度的錳礦石進行搖床選別試驗，結果表明，隨磨礦細度增加，精礦中錳品位提高，但回收率下降，細粒礦物更多損失于尾礦中。單一重選受礦石粒度、密度等因素影響較大。韋連軍等［4］對廣西興業某錳礦進行選礦試驗，原礦錳品位為23．59%，磨至-0．5～＋0．074mm、-0．074mm兩個粒級后分別進行重選，得到的錳精礦品位都達30%左右，但綜合回收率僅為44．61%。黎貴亮［5］對大新錳礦低品位氧化錳粉礦進行選礦試驗，選用跳汰—重選流程，采用300mm×300mm下動型隔膜跳汰機，在沖程15mm、沖次300次／min、床層厚40mm、礦層厚20mm條件下進行跳汰分選，雖得到錳精礦品位41．26%，但回收率僅為37．71%，尾礦中含錳25．50%，整體效果不理想。

為了改善重選效果，將礦山的貧、富礦分別處理，富礦生產精礦和一部分中礦，而貧礦生產中礦。師偉紅等［6］對西南某鐵錳礦進行重選試驗，錳品位為18．93%的貧礦磨至-0．074mm占70%，經過重選生產中礦；錳品位為24．09%的富礦磨至-0．074mm占31．70%，采用兩次跳汰、一次搖床分選，得到錳品位為40．41%的精礦，回收率為70．92%，選別指標較好。

但是重選靈活性不強，以及重選設備性能不足的現狀依舊沒有得到太大改善，這也是導致目前重選流程被磁選取代的原因，如陜西勉略陽氧化錳礦選礦廠［7］的跳汰流程已被磁選流程取代。由于錳礦石和鐵礦石有一些相似之處，且我國對鐵礦石的重選研究比較深入，對粗粒鐵礦石應用新型大粒跳汰機、細粒鐵礦石應用新型尖縮溜槽等方面的研究處于世界領先地位，錳礦石的重選可以借鑒和推廣這些成功經驗。

1．3 單一磁選

磁選是利用磁力選別物料屬于傳統的選礦工藝。雖然磁選基建投資費用高，但消耗低，操作簡單，易于控制，適用性強，可用于各種錳礦石的選別，近年來已在錳礦選礦中占主導地位。廣西大新錳礦選礦廠［8］采用強磁選機對φ750分級機返砂產品進行磁選，得到錳品位42．30%的精礦，回收率為66．51%。某尾礦再選試驗研究［9］中，采用干濕聯合磁選，將品位為12．05%的尾礦分成-0．833mm和＋0．833mm兩個粒級，-0．833mm 粒級采用干式強磁 選 拋 尾，磁場強度 為1．2×103kA／m；＋0．833mm粒級與-0．833mm粒級的干選磁精礦合并進行磨礦—濕式強磁選，磨礦細度為-0．074mm占45%，磁場強度為 1．2×103kA／m，最 后得到 品位為34．45%的精礦，回收率為82．35%。針對某些錳礦物嵌布粒度不均的特點，可以采用分級—磁選方式選別氧化錳礦。針對錳生產過程中產生的錳渣，陳坤等［10］研究了采用磁選工藝分選錳，通過兩次掃選得到錳品位22．46%的錳精礦，錳回收率為49．08%。陸薇宇等［11］對廣西某地氧化錳礦石進行選礦試驗研究，將礦石分成-0．2mm細粒和＋0．2mm 粗粒，粗粒礦石在磁場強度1 114．08 kA／m條件下強磁選獲得產率21．71%、錳品位44．47%、回收率60．45%的錳精礦；-0．2mm細粒礦物給入深加工流程生產電解二氧化錳。

在磁選設備方面，最近幾年有一些研究成果，如永磁輥式強磁選機［12］、CTB1245永磁磁選機［13］、新型 LYC-720濕式永磁立環高梯度強磁選機［14］、PHGM-600型永磁高梯度磁選機［15］、Slon 立環高梯度強磁 選 機［16］、DPMS系列永磁強磁選機［17-18］等。廖國平等［19］采用分級—Slon型強磁粗選—Slon強磁掃選工藝處理木圭松軟錳礦，礦石粒級主要集中在-10．0～＋1．0mm之間，通過振動篩分分成＋5．0mm和-5．0～＋1．0mm兩個粒級，＋5．0mm粒級返回繼續破碎至-5．0～＋1．0mm。選礦條件：給礦濃度18%，干礦處理量180kg／h。粗選作業背景強度1．0T，脈動沖程12mm，脈動沖次230次／min，轉環轉速2．5r／min；掃選作業背景強度1．1T，脈動沖程12mm，脈動沖次230次／min，轉環轉速200次／min。在此條件下進行48h連續作業試驗，獲得品位為30．38%的錳精礦，回收率為75．97%。

隨著各種新型粗、中、細粒強磁選機陸續研制成功，國內大型選礦廠大都進行了更新。目前，國內外對磁流體分選、磁團聚重選、磁種分選、超導磁選等工藝及相關設備的開發研究非常重視，有望在錳礦石分選方面得到突破。

1．4 單一浮選

由于氧化錳礦表面易被水濕潤，可浮性差，加之浮選成本高，操作不易控制，因此氧化錳礦石的浮選分選仍處于研究階段，其研究重點是浮選藥劑、浮選設備及浮選機制。在浮選機制研究方面，盧毅屏等［20］通過對細粒軟錳礦在磁場中的浮選狀況和濁度測試，研究了磁場對浮選的影響規律，發現外磁場可以使弱磁性錳礦石表觀粒度變大，進而強化細粒級軟錳礦的浮選效果。盧毅屏等［21］采用在磁場中浮選細粒軟錳礦，研究了細粒軟錳礦的磁-疏水聚團。顯微鏡觀察和粒度測試表明：與單一疏水聚團顆粒相比，磁-疏水聯合聚團表觀粒度大，比表面積小；磁場對于細粒軟錳礦的回收及其與脈石的分離有利，有外加磁場（磁場強度為0．7T）比無外加磁場條件下，MnO2品位由80．5%提高到89．4%，回收率由61．5%提高到84．6%。

2 聯合選礦流程

2．1 重選、磁選聯合

重選磁選聯合在選礦中應用較廣泛，選礦效果較好。黎貴亮［5］針對大新低品位氧化錳粉礦采用先磁選后跳汰的聯合選礦流程，磁選采用輥徑為375mm的CS-1型強磁選機，跳汰采用300mm×300mm下動型隔膜跳汰機，最后得到錳品位為38．60%和錳品位為31．95%的兩種精礦，效果很好。

可以看出：單一磁選可以得到較高的金屬回收率，但精礦品位較低；跳汰雖能得到合格的精礦品位，但回收率較低。從技術和經濟等方面綜合考慮，強磁選—跳汰聯合流程更占優勢。

2．2 磁選、浮選聯合

磁、浮選聯合流程可以有針對性地處理氧化錳礦石。戴惠新等［22］針對云南某高鐵錳比的鐵錳共生礦石進行選礦研究，該礦石風化嚴重，呈黏土狀，礦物嵌布粒度微細，常規的強磁選、重選、浮選幾乎沒有分選效果，而選擇磁化還原焙燒—弱磁選—選鐵尾礦反浮選工藝，在磁化焙燒溫度900℃、焙燒時間60min、碳粉用量15%、焙砂水冷，弱磁選粒度-0．045mm占70%、弱磁選磁場強度80kA／m、弱磁選掃選磁場強度160kA／m，反浮選TS-1用量200g／t、GL用量150g／t、松油用量40g／t（均對給礦）條件下，得到品位為34．55%、回收率為78．47%的錳精礦，分選效果較為理想。

磁、浮選聯合流程對于微細粒貧錳礦具有良好的選別效果。克新等［23］研究了福建連城微細粒貧錳礦的分選。該貧錳礦石為溢流錳礦，粒度-0．074mm占91．04%，錳品位6．85%，采用濕式磁選不能有效回收，而采用磁選—浮選流程，在磁場強度1 035kA／m條件下得到磁選精礦，磁選精礦磨至-0．074mm占75%、在pH為4．5、礦漿濃度20%、捕收劑用量1 000g／t條件下進行浮選，獲得品位為40．15%錳精礦，回收率為43．15%。

3 結語

傳統的洗礦、重選工藝越來越難以滿足礦石分選要求，而單一的強磁選、浮選工藝對于低品位氧化礦的分選效果也不理想，聯合流程雖然復雜，但綜合回收效果較好，經濟效益明顯。選礦工藝的每一次進步都是建立在新的選礦理論，或者更先進的選礦設備的基礎上，因此，研發新方法、新工藝、新設備、新藥劑，強化分選效果，仍是今后一段時期內的主要發展方向。

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