一、概述
氧化锰矿的泥化现象一般较严重,有的矿石很容易在机械作用下碎裂泥化,且锰在粗、细粒级中的含量差别较大,因此,在其选别过程中不仅要考虑脱泥,而且要根据矿石性质,避免不必要的机械作用造成对矿石的进一步泥化。在粗、中粒度下进行分选,往往能获得比细磨深选更理想的选别指标,并且工艺流程十分简单,技术经济指标好。这就是近年发展起来的”难选氧化锰矿的粗粒集合体选矿”新工艺。
根据作者多年来的锰矿选矿实践,就难选氧化锰矿选矿中的几个主要问题,进行了初步的论述及探讨。
二、合理提高入选粒度,避免次生矿泥的生产
氧化锰矿特别是松软锰矿极易次生泥化,由于这类氧化锰矿往往嵌布粒度极微细,降低了粒度后,解离度并不一定能得到较大的提高,反而恶化了选别过程。因此,在确定选别方案时,应根据矿石性质,注意保护富锰集合体颗粒,避免机械作用使之碎裂泥化,以致难以回收。
广西木圭松软锰矿的主要锰矿物为偏锰酸矿,脉石矿物主要为石英及粘土矿物。矿石硬度低,体重小,泥化较严重。偏锰酸矿与泥质混在一起,泥质集中于偏锰酸矿的孔隙中,或粘附在锰集合体表面,原矿含水份50%左右。采用常规的破碎磨矿强磁选或浮选,由于上述因素的影响,不仅选别指标不理想,而且不易在工业生产中实现。
根据泥质物与锰集合体粘附不紧密的特点。用自磨碎解法使锰矿物集合体与粘土等脉石矿放物解离,然后通过分级实现富锰集合体与矿泥的分选。采用图1所示的简单流程对木圭松软锰矿4种矿样进行的工业试验指标见表1。
图1 自磨碎解洗选工艺流程
表1 4种矿样自磨碎解洗选综合精矿指标 %
注:Ag的单位为g∕t
该工艺不需破碎,仅通过自磨碎解-洗选分级即获得了较理想的工业试验指标。对这种性质的矿石采用此工艺,不仅流程简单,生产成本低,而且合理可靠。
福建龙岩黄斜氧化锰矿,也为一结构松散、极易泥化的矿石。原矿仅经搅拌器搅拌后的筛析结果见表2。
表2 原矿经机械强搅拌后筛析结果 %
结果表明:粗粒级含锰高,细粒级含锰低。但粗粒级的产率很小,+0.5mm级别的产率只有23.13%,而-38μm的矿泥产率高达46.05%。可见矿石的泥化程度很严重。
通过试验发现,有相当一部分矿泥是由于搅拌、筛分作用产生的。通过降低搅拌强度,可保护锰集合体的粒度,其不同搅拌强度的分级试验铺果见表3。
表3 原矿不同搅拌强度分级试验结果 %
试验结果表明:原矿经强搅拌后,+0.5mm级别的产率明显下降,锰品位并没有提高,而-0.5mm级别的产率和锰品位均得到了较大的提高。同时还说明,原矿轻搅拌,可起到保护粗粒集合体,避免矿石泥化的作用,同时又可使矿石分散。
采用图2所示流程,在精矿品位均为36%左右时,轻搅拌工艺比强搅拌工艺的精矿回收率高出7%,达72%左右。其选矿连续扩大试验结果见表4。
表4 扩大试驻指标 %
图2 小试工艺流程
连续扩大试验结果表明:其综合选别指标比小试还好。这是因为大批原矿的轻(人工)搅拌和机械分级,其对矿石的机械破坏作用更小,分级效率低,使得粗粒级产率明显增加,这有利于精矿回收率的提高,但对精矿品位有影响。
三、利用分级工艺以简化选别流程
广西木圭松软锰矿的自磨碎解-洗选分级及黄斜锰矿的洗选分级-强磁选工艺均采用了分级作业作为选别过程。对于木圭松软锰矿,由于矿石中含单体粗粒脉石极少,矿石经自磨碎解-洗选分级后,即获得了最终精矿。将此洗选分级的粗粒精矿在广西八一锰矿的801、CS-1工业型粗、中粒强磁选机上进行精选工业试验,其精矿品位仅能再提高1%~2%,而作业回收率降低20%~25%。可见这类矿石的精矿品位的高低,除与选别工艺有关外,还与集合体本身的含锰高低有很大关系。对于这种矿石利用分级作为选别过程,其选矿综合指标不比强磁选差,并且可大大节省投资,简化流程。
黄斜锰矿的分级作业,对感应辊强磁选作业起到了粗选作用,对整个工艺来说,还起到改善选别环境的作用。因为不分级,直接入感应辊强磁选,仅能达到产率38.54%,锰品位29.11%,回收率51.58%的精矿指标。
对精、尾矿进行粒度分级结果见表5。
表5 精、尾矿分级试验结果 %
结果表明:精矿锰品位不高的原因是大量低品位矿泥的带入,而回收率不高,主要是细粒级没有得到有效回收,而且还有部分较粗的富锰集合体损失在尾矿中。而采用分级工艺,其7~0.5mm级别的锰品位可从原矿21.80%提高到31.79%,再经感应辊精选,精矿含锰高达41.29%,作业回收率达95%左右。尾矿含锰仅6%~7%,而细粒级经细粒强磁设备-仿琼斯强磁机一次选别后,也可获得含锰大于30%的精矿。由此可见,分级工艺在其中起到了分级和粗选的双重作用。
广西隆安凤凰山银锰矿,原矿含锰仅7%左右,含银较高,选240g/t。矿石泥化严重,脉石主要为硅铝酸盐矿物。
采用图3所示的简单工艺,即获得了精矿1:产率12.91%,锰品位40.27%,回收率74.36%;精矿2:产率6.48%,锰品位25.15%,回收率23.28%的理想指标,精矿1和精矿2还分别获得含银1156g/t,1080g/t,银的总回收率达91.72%。
图3 隆安银锰矿选别流程
感应辊磁选精矿筛析结果见表6。结果表明,以0.15mm为分离粒度,对精矿分级脱泥,可提高精矿锰品位10%,作业回收率达97%以上,并且银在锰精矿中也得到了进一步的富集。在此分级工艺起到了十分有效的精选作用。
表6 感应辊磁选精矿筛析结果 %
注:*银的单位为g∕t
高银锰精矿用于冶炼富锰渣,可获得粗银合金,从而回收了银。
四、结语
通过对几种难选贫氧化锰矿选别特征的描述,可归纳为如下特点:
(一)对含泥严重,结构松散的氧化锰矿,一般粗粒级含锰高,细粒级含锰低,应根据这一特点,进行粗粒锰集合体选矿。在选别过程中应尽量避免破碎、强搅拌、强擦洗等机械作用造成的对锰集合体的破坏;
(二)分级工艺在氧化锰矿的选矿中,常可起到其它重、磁选设备难以获得的理想分选指标;
(三)合理的粗粒集合体选矿工艺,可使泥化严重的难选贫氧化锰矿的选矿问题简单化。它具有流程简单,投资少,易操作,指标先进,工业上易实现等许多优点。目前我国许多氧化锰选厂都采用“粗粒集合体选矿”的原则工艺方案。