冶金行业提高锰回收率的选矿工艺研究和应用

冶金行业提高锰回收率的选矿工艺研究和应用提高锰回收率的选矿工艺研究和应用试验报告中钢集团马鞍山矿山研究院2007 年 7 月提高锰回收率的选矿工艺研究和应用试验报告院长：王运敏主管院长：项宏海科技产业部部长：李如忠选矿所长：孙炳泉项目负责人：杨任新缪建成项目组成员：马院：李俊宁袁启东杨任新王炬李亮栖霞：报告审批：孙炳泉常前发报告编写：李俊宁中钢集团马鞍山矿山研究院项目参加人员名单1、前言 (1)2、试验样品及矿石性质 (3)2.1试验样品 (3)2.2矿石性质 (4)3、实验室选矿试验 (5)3.1 1 号选硫尾矿样品的选矿试验 (6)3.1.1高梯度磁选机工艺参数试验 (6)3.1.2粗精矿的生产 (10)3.1.3精选磁场强度试验 (11)3.1.4中矿扫选试验 (12)3.1.5锰精矿弱磁除铁试验 (12)3.1.6全流程试验 (13)3.1.7试验结果分析 (15)3.2 2 号选硫尾矿样品的选矿试验 (15)3.2.1高梯度磁选机工艺参数试验 (15)3.2.2粗精矿的生产 (19)3.2.3精选磁场强度试验 (20)3.2.4粗选尾矿扫选试验 (21)3.2.5中矿再选试验 (21)3.2.6磨矿—强磁选试验 (22)3.2.7锰精矿弱磁除铁试验 (23)3.2.8全流程试验 (24)3.2.9试验结果分析 (26)3.3 3 号选硫尾矿样品的选矿试验 (26)3.3.1粗选磁场强度试验 (27)3.3.2粗精矿的生产 (27)3.3.3精选磁场强度试验 (28)3.3.4粗选尾矿扫选试验 (28)3.3.5精选中矿、扫精再选试验 (29)3.3.6锰精矿弱磁除铁试验 (30)3.3.7全流程试验 (30)3.3.8试验结果分析 (33)4、选矿产品考查 (33)4.1锰精矿多元素分析 (33)4.2锰精矿筛析 (34)5、现场流程考查和生产指标检测 (34)5.1现场流程考查 (34)5.2现场生产指标检测 (36)6、磁介质除钙试验 (36)7、推荐流程 (40)8、结语 (40)1、前言南京栖霞山锌阳矿业有限公司选矿厂目前已形成规模为年处理35 万吨铅锌硫银锰矿石的选矿厂，年产精矿量 17 万吨/年左右，尾矿产量为 10～15 万吨/年，伴生锰矿物存在于选硫尾矿中。

目前生产上采用高梯度一粗一精、中矿返回～锰精矿弱磁除铁工艺回收选硫尾矿中的锰矿物，投产后生产工艺较为稳定，但锰精矿收率偏低，磁介质板结钙，对企业的经济效益有一定的影响。

特别是近两年随着采掘深度的不断延伸、选矿厂选别工艺不断完善，选硫尾矿中锰品位波动较大，高时为 10～14%，低时也达 6～8%。

针对选硫尾矿回收锰生产过程中回收率还比较低、入选锰品位波动较大等问题，南京栖霞山锌阳矿业有限公司委托中钢集团马鞍山矿山研究院对选硫尾矿中锰的综合回收进行进一步研究，在保证目前磁选设备基本不变、锰精矿质量满足用户需要的基础上，大幅度提高锰收率，提高锰的最终产ft率。

合同要求：在锰品位≥24%基础上将锰收率提高到≥55%，更高目标是在锰品位≥23%基础上实现锰收率≥65%，并提ft优化工艺、流程和技术保证的措施。

本次试验矿样由南京栖霞山锌阳有限责任公司负责采取，分别采取了三种不同锰品位的选硫尾矿样品，对尾矿样品晒干、混匀、取样化验，选硫尾矿中的锰含量分别为：6.04%、10.61%和13.47%。

根据试验要求，本次试验对三种样品分别进行了高梯度一次粗选～锰精矿弱磁除铁、高梯度一粗一精～锰精矿弱磁除铁、高梯度一粗一精一扫～锰精矿弱磁除铁和高梯度一粗一精一扫、中矿再选～锰精矿弱磁除铁的试验研究；同时还进行了现场流程考查和现场生产指标检测。

试验结果见表 1 和表2。

实验室试验结果（%）表1结果表明：当给矿锰品位为 10.61～13.47%时，可获锰品位 23% 以上的锰精矿。

增加中矿再选和扫选作业，有利于提高锰精矿的回收率。

由于生产中锰给矿品位波动较小，生产流程较为简单，生产上易于操作管理，生产指标较为稳定。

2、试验样品及矿石性质 2.1试验样品南京栖霞山锌阳有限责任公司分两次将三种不同锰品位的选硫尾矿样品送至我院，我院对来样进行晒干、混匀、缩分、取样化验， 三种选硫尾矿样品的锰品位化验结果见表 3，粒级分析结果见表 4。

经与甲方协商后，甲方建议用该样品进行小型选矿试验研究。

从粒度组成中可知：三种样品中锰品位较高的粒级集中在0.076mm～0.038mm（1 号）、0.076mm～0.038mm 和－0.038mm（2 号）、0.076mm～0.030mm（3 号），＋0.076mm粒级锰品位相对较低。

三种不同锰品位的选硫尾矿中，－0.030mm 粒级占有量相对较多，用高梯度磁选机回收时，对锰精矿收率有一定的影响。

2.2矿石性质矿石中主要有用矿物为菱锰矿，其次为钙菱锰矿、水锰矿、锰方解石和少量的锰白云石，脉石矿物为石英、方解石、白云石、石榴子石、硫化矿（闪锌矿、黄铁矿）及少量石膏和萤石，三种不同锰品位的选硫尾矿多元素分析和锰物相分析结果见表 5、6。

选硫尾矿多元素分析结果（%）表5结果表明：三种尾矿中的磷含量较低，硫、铁含量较高，硫主要以黄铁矿的形式存在，用强磁选选别时，自然进入尾矿中，对锰精矿产品质量没有影响。

但铁与锰共生，因此在选锰的过程中需对锰精矿除铁。

3 号选硫尾矿中碳酸锰含量较高，为 40.30%，1 号和 2 号选硫尾矿中的碳酸锰仅占 18.84%和 37.01%，碳酸锰含量较低，将影响锰精矿收率。

3、实验室选矿试验从选硫尾矿的矿石性质中可知：可回收的矿物为碳酸锰矿物，该矿物的比磁化率为一常数，无磁饱和磁滞现象。

一般情况下，碳酸锰矿石的比磁化率随着锰品位的提高而增加，故选择立环脉动高梯度强磁选设备对选硫尾矿进行锰矿物回收。

考虑到尾矿中微量的铁矿物伴随着锰矿物被一同回收，影响锰精矿的产品质量，故本次试验拟定选硫尾矿强磁选－锰精矿弱磁除铁工艺进行选矿试验研究。

立环脉动高梯度磁选机是目前国内较先进的强磁选设备，它分选精度和背景场强高，对细粒级回收效果明显优于其它强磁设备。

它具有富集比大、分选效率高、不易堵塞，对给矿粒度、浓度和品位的波动适应性强、工作可靠、操作维护方面等优点。

该设备的影响因素主要有磁场强度、冲程、冲次、充填介质和精矿漂洗水量的大小，本次试验将对以上参数进行研究。

试验设备为 Slon—750、500 立环脉动高梯度磁选机和φ400mm弱磁筒式磁选机。

本次试验以 1、2 号选硫尾矿样品为主，3 号样品仅进行工艺参数调整和套用流程试验。

3.1 1 号选硫尾矿样品的选矿试验3.1.1 高梯度磁选机工艺参数试验在粗选作业，对高梯度磁选机进行了磁场强度、充填介质直径、冲次、冲程、精矿漂洗水量等工艺参数试验，结果见表 6、7、8、9。

10、1 号样品冲次试验结果（%）表8结果表明：（1）磁场强度的变化对精矿品位和收率影响较大。

用φ4mm 棒介作充填介质，当磁场强度从 159.15kA/m 上升到636.62kA/m 时，锰精矿品位从 17.80%下降到 11.04%，而锰收率从43.90%上升到 78.39%。

磁场强度进一步提高到 795.77kA/m 时，锰精矿品位和收率变化较小。

而用φ2mm棒介作充填介质，当磁场强度从159.15kA/m 上升到 795.77kA/m 时，锰精矿品位从 15.49%下降到9.73%，而锰收率从 50.40%上升到 88.86%。

综合考虑：选取粗选磁场强度为 636.62 kA/m。

（2）用φ4mm和φ2mm棒介作充填介质时，在其它工艺参数相同的情况下，φ4mm棒介有利于提高锰精矿品位，但对锰精矿收率有一定的影响。

（3）冲次在一定的范围内对锰精矿品位和收率均有影响。

当冲次较小时，锰精矿品位和收率均较低，分选效果较差。

随着冲次从200 次/分增加到 300 次/分时，锰精矿品位上升，而锰精矿收率下降，综合考虑，选取冲次 200 次/分。

（3）冲程在一定的范围内对锰精矿品位和收率均有影响。

随着冲程从 20mm 增加到 40mm 时，锰精矿品位上升，而锰精矿收率下降，综合考虑，选取冲程 20mm。

（4）精矿漂洗水量对锰精矿品位和收率略有影响，本次试验选择精矿漂洗水量 75ml/s。

综上所述：用高梯度磁选机回收 1 号选硫尾矿时，粗选作业适宜的工艺参数为：磁场强度:636.62 kA/m、冲次:200 次/分、冲程:20mm、立环转速:2 转/分、精矿漂洗水量 75ml/s。

考虑到介质的充填尺寸对锰精矿品位和收率的影响，为了提高粗选作业的锰收率，完成合同所要求的指标，对φ4mm和φ2mm棒介将分别进行精选磁场强度试验。

3.1.2粗精矿的生产在磁场强度 636.62 kA/m、立环转速 2 转/分、冲次 200 次/分、冲程 20㎜、精矿漂洗水量 75ml/s、φ4mm和φ2mm棒介的条件下，生产 1 号粗精矿，结果见表 11。

可获锰品位 11.20%和 10.25%、锰收率80.58%和 86.27%的锰精矿。

3.1.3精选磁场强度试验对含锰 11.20%和 10.25%的粗精矿，分别进行精选磁场强度试验。

试验条件为：立环转速 2 转/分、冲次 200 次/分、冲程 20㎜、精矿漂洗水量 75ml/s、φ4mm和φ2mm棒介，结果见表 12、13。

精选磁场强度（φ2mm棒介）试验结果（%）表13结果表明：磁场强度的变化对精矿品位和收率影响较大。

当磁场强度为 159.15kA/m、用φ4mm和φ2mm棒介时，可获锰品位 19.43%和17.58%，锰收率 48.29%和51.50%的锰精矿。

当磁场强度上升到636.62 kA/m 时，可获锰品位 12.69%和 11.83%，锰收率 89.02%和79.34%的锰精矿。

且φ4mm 棒介比φ2mm 棒介锰精矿品位高 1.85～0.86 个百分点，说明充填φ4mm 棒介有利于提高锰精矿品位。

3.1.4 中矿扫选试验对高梯度精选磁场强度 159.15kA/m（充填φ4mm 棒介）所获的中矿（锰品位 7.82%）进行扫选试验。

扫选试验条件为：磁场强度159.15kA/m、立环转速 2 转/分、冲次 200 次/分、冲程 20㎜、精矿漂洗水量 75ml/s、φ4mm棒介，结果见表 14。

结果表明：含锰 7.854%的中矿，经高梯度扫选后，可获锰品位15.26%、锰收率 30.04%的精矿，锰品位在原有基础上提高了7.406 个百分点，扫选作业的效果较明显。

但由于 1 号选硫尾矿中的锰含量较低，经一粗一精流程选别后，锰精矿品位只达 19.43%，扫选精矿并入后，对总的锰精矿质量有一定的影响。

3.1.5锰精矿弱磁除铁试验对高梯度一次粗选、一粗一精选和一粗一精一扫选的锰精矿，用磁场强度 159.15 kA/m 弱磁选机进行除铁试验，结果见表 15。