電解錳浸出礦漿濃密沉降的研究

馬曉磊

（阿克陶科邦錳業制造有限公司 阿克陶 845550）

1 前言

電解金屬錳是以菱錳礦原礦為原料，經過硫酸浸出-硫化除重金屬-雙氧水靜止脫硫，再通過解析出得到金屬錳的一個生產過程。電解錳行業中硫酸浸出-硫化除重金屬-雙氧水靜止脫硫三個過程均需通過壓濾機進行液固分離，尤其是硫酸浸出過程液固分離的物料量最大。為進一步提高生產效率，減少壓濾機的使用，通過對礦漿預先進行濃密沉降，提高礦漿濃度后再通過壓濾機進行壓濾，以降低生產成本。

2 試驗原料

以新疆某電解錳冶煉企業硫酸浸出礦漿作為原料，其浸出液中錳含量為40.2g/L，PH 值為5 左右，浸出過程初始投料液固比為8:1，同時對浸出渣進行篩析，用泰勒篩100 目、200 目、300 目、400 目套篩進行篩分分析，由表1數據可知，浸渣粒度較細，絕大部分分布于-400目中，占比為77.5%。

表1 浸出渣粒度分布

3 試驗過程及結果

3.1 浸渣無絮凝靜態沉降試驗

采用硫酸浸出礦漿進行靜態沉降試驗，礦漿體積1000ml，試驗沉降分析見圖1。

圖1 靜態沉降速率圖

通過試驗研究，靜態沉降澄清層渾濁、發黑、較多的細粒級礦樣難以沉淀。由圖1可以看出，靜態沉降沉淀速度慢，耗時很長，根據試驗觀察需沉淀時間2小時以上，沉淀才開始達到臨界點。

3.2 絮凝劑選型試驗

根據以上浸渣在自然條件下沉降效果很差的情況，擬采用絮凝劑沉降。絮凝劑分別選擇聚合大分子絮凝劑聚合氯化鋁，絮凝劑108#,絮凝劑C460進行試驗。

（1）配制1%的聚合氯化鋁溶液。進行聚合氯化鋁沉降試驗，試驗沉降分析見圖2。

圖2 聚合氯化鋁沉降速率圖

據試驗觀察，在45分鐘左右，沉降開始達到臨界點。在PH 為5 左右情況下，單獨使用聚合大分子絮凝劑對該尾礦樣進行沉降，與靜態沉降相比，沉降速度大幅提高，但是礦漿沉降的沉清度非常差，無法滿足沉降分離的需求。后續試驗不考慮使用聚合大分子絮凝劑。

（2）配制0.1%的108#絮凝劑溶液，108#絮凝劑用量為2ml，礦漿體積1000ml。試驗沉降分析見圖3.

圖3 108#絮凝劑沉降速率圖

通過試驗研究可以看出，108#絮凝劑對PH值為5、礦漿液固比8：1情況下的礦漿的沉降分離較好，澄清度與聚合氯化鋁效果相比較為透亮。圖3分析，沉降速度很快，在15 分鐘時，大部分沉降已經完成，沉降速率約為16.3mm/分。

（3）配制0.1%的C460 絮凝劑溶液。進行C460絮凝劑沉降試驗，C460 絮凝劑用量為2.3ml，試驗沉降分析見圖4。

圖4 C460絮凝劑沉降速率圖

通過試驗發現，C460 絮凝劑針對該礦漿的沉降速率與108#絮凝劑相比非常的快，但是澄清度并不理想，考慮現場溶液澄清度無法滿足要求，不符合要求。

圖5 108#絮凝劑2.3毫升沉降現象

3.3 絮凝劑用量變化對沉降的影響

108#絮凝劑添加量分別為2.3 毫升、3.3 毫升，108#絮凝劑配制溶液濃度為0.1%，試驗用1000毫升量筒，觀察沉淀分離效果。

圖6 108#絮凝劑3.3毫升沉降現象

圖7 108#絮凝劑變量沉降速率圖

由圖5、6、7可以看出，在礦漿PH值為5時，隨著108#絮凝劑的用量的增加，沉降速率變化不大，澄清度有大幅提升。

3.4 pH值變化對沉降的影響

圖8 108#絮凝劑2.3毫升沉降現象

試驗對礦漿液固比為8：1，用硫酸對礦漿進行酸度調節，使得礦漿PH 值為4 時，對108#絮凝劑做了用量試驗，添加量分別為2.3 毫升、3.3 毫升，觀察其沉降效果。108#絮凝劑配制溶液濃度為0.1%，試驗用1000毫升量筒，觀察沉淀分離效果。

圖9 108#絮凝劑3.3毫升沉降現象

由圖8和圖9可以看出，當礦漿的PH值升至4左右時，108 的沉降現象非常差，即使增大絮凝劑的用量沉降現象也改變不大，說明108#絮凝劑的適用礦漿PH 值為＞5,與標定值相符，當礦漿酸度繼續增大，108#絮凝劑對其難以形成有效沉降絮團。

3.5 浸渣礦漿濃度變化對沉降的影響

尾礦漿來源為菱錳礦浸出渣，考慮生產過程中礦漿濃度會有波動，因此試驗對液固比6：1，7：1的情況下做了探索試驗。

當礦漿濃度為6：1 時，考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

當礦漿濃度為7：1 時，考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

圖10 液固比6：1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

圖11 液固比7：1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

圖12 液固比8：1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

當礦漿濃度為8：1 時，考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

隨著礦漿濃度的增加，絮凝劑的耗量增加較明顯，當液固比為8：1時，絮凝劑108#的用量超過36g/t后，沉降速度較好，隨著用量增加，澄清層透光度會更好。當液固比為7：1、絮凝劑108#的用量超過42g/t 時，沉降速度開始較好，但需要繼續加大絮凝劑用量，澄清層的透光度才會變好。當液固比達到6：1、絮凝劑108#用量需達到43g/t 時，沉降速度加快。繼續增大絮凝劑的用量，澄清層透光度變好。繼續減小液固比后，澄清耗絮凝劑的用量大幅增加，且沉降速度很慢。因此，液固比最好能控制在8：1左右。

4 結論

（1）經粒度分析浸出尾渣細度-0.038mm 的有77%。原礦顆粒則更細小，錳礦微細顆粒在礦漿中懸浮分散且親水，導致尾礦漿自然沉降效果很差。

（2）對浸出礦漿絮凝劑的選擇上排除了聚合大分子絮凝劑，經實驗研究浸出礦漿在PH 值大于5 的情況下采用108#絮凝劑具有較好的沉降效果，沉降速率約為16.3mm/分，108#添加量在28g/t 原礦的情況下溶液澄清度較好，若采用高效濃密機或深錐濃密機，礦漿濃度可達到30%以上，能大幅降低壓濾機負荷，效率可提升1倍以上。