锰矿石的洗矿(一)

    洗矿是通过水的冲刷和机械搅拌作用，使粘土碎裂和分散，把粘土从矿石中分离，形成悬浮矿浆排出，因此它是解离和分离矿石成分的两个作业，属于按粒度分离物料的过程。锰矿石、铁矿石、石灰石，尤其是经风化、淋滤、搬运、富集于第三系-第四系氧化带形成的残积、淋滤、堆积、锰帽等锰矿床，洗矿更是必不可少的作业。
    一、锰矿石可洗性的评定
    评定矿石可洗性，常用有以下四种作业方法。
    (一)根据泥土的粘聚力分类
    粘聚力可依据工程地质学粘土剪切试验来测定，依据粘聚系数的大小，可分为不同的等级。泥土的粘聚系数分类见表1。

    (二)根据粘土的可塑性系数分类
    塑性是表示粘土经润湿后，受压力作用变形而不碎裂，压力解除后并继续保持其形状的性质。粘土只能在一定含水率范围内才具有塑性。含水量减少到一定限度时，粘土开始被压碎时称为塑性下限，含水率增加到一定限度，粘土开始具有流动性时称为塑性上限，上下限含水率之差称为塑性指数。
    可根据下列公式计算出粘土的塑性指数：
                                K=W_上限—W_下限
    式中  K——塑性指数；
          W_上限——粘土塑性上限，即粘土开始流动的含水量，%；
          W_下限——粘土逆性下限，即点土开始压碎时的含水量，%；
    根据粘土的塑性指数值与用槽式洗矿机所需洗矿时间而将矿石可洗性分为三类（见表2）。

[next]
    (三)根据分散一吨矿石所需电能来评定矿石可洗性
    前苏联E·B·尼夫斯基根据用于分散单位矿石电能消耗来评定矿石可洗性，一般可为三类（见表3）

    由于洗矿作业的洗矿机中机械作用比浸温泡散作用要大，因此，以一种机械作用所耗电能用作评定基础比较准确。
    (四)根据泥土的泡散性来分类
    泥土的泡散性又称浸温性，就是土样放在水中后全部分散成单独的颗粒所需时间，亦称泡散速度，这只对以泡散作用为重机械作用极小的塔式洗矿机较适用，因实践应用很少，目前还缺乏统一标准。
    二、洗矿机械设备
    洗矿过程的效率视物料的物理性质、水的冲洗能力、机械作用强度和洗矿时间而定。除原矿性质是不可变外，后者均由机械设备性能来确定。
    (一)圆筒洗矿筛
    该洗矿筛用铣孔或编织成圆筒形筛网构成，安放在支架上用滚子来传动，其倾角为5°~7°,在某些情况下，为得到较细粒的产品，有时也采用两层或三层筒面的同心圆筒筛。
    为了加强对被洗物料的机械作用和增加在筒内的停留时间，有时还安设细钢条、角铁、螺旋板和横环形板等，为便于冲洗物料，在筒内安装压力喷洗水管。
    对某些易洗矿石，也可在平面震动筛面上加喷洗水管来达到洗矿的目的。
    (二)圆筒擦洗机
    该机为封闭的圆筒，借助齿轮或经磨擦滚在托滚上旋转。岩石在旋转筒内的碎散作用主要靠磨剥作用，冲击成分很少。
    (三)洗矿机
    槽式洗矿机是由一个倾斜槽体和一根或两根装有叶片的搅拌轴和传动装置组成。传动装置是由电动机、三角皮带轮、开式分配齿轮组成，传动装置使装有叶片的轴转动，叶片是倾斜地装在轴上，两根轴的转动方向相反，从而达到将物料向中央提升。当轴转动时，它就沿着洗矿机的长轴方向把矿石收集在一起，并使它们沿着槽底斜面向上移动到排矿口。原矿应从距溢流堰一米处给入槽内，水用导管同矿石一同给入槽内，同时并装在螺旋叶片间的喷水管从上面喷水以洗涤运动中已被磨剥过的矿石，已被洗出的粘土为矿浆，经由溢流堰排出。
    槽式洗矿机的洗矿效率，取决于槽的倾斜角、螺旋叶片的倾斜角、螺旋叶片的转动次数和给水量。槽式洗矿机的设备性能列于表4。

[next]
    三、锰矿石洗矿的工业实践
    根据我国矿床的成因条件，可划分成四种类型，即沉积型矿床、沉积变质型矿床、风化堆积型矿床、热液型矿床。但必须洗矿处理的只有风化堆积型矿床及沉积型矿床的风化变质部分。下面分别介绍我国几个主要锰矿山的洗矿实践。
    (一)风化型次生堆积氧化锰矿床
    主要代表矿山为广西八一锰矿，其他如广西天等锰矿、广西平乐锰矿均属同一类型，它由原生沉积贫碳酸锰矿经风化、搬运、堆积而成。原生锰矿物成了土状、脉状褐色的偏锰酸矿和胶状半金属光泽的硬锰矿，并遗留网格形及蜂窝状大小不一的空洞，在矿石表面和空洞中充填了黄色胶状的泥质物。锰矿物呈非晶质不定型胶状或细小隐晶质集合体出现。氧化锰矿的矿物成分主要为偏锰酸矿、硬锰矿，此外还有少量的软锰矿、赤铁矿、褐铁矿。脉石矿物主要为风化残留物石英、绢云母、泥质物等。矿层顶底板为第四纪黄土和风化硅质页岩。
    八一锰矿从1963年开始使用1070mmx4600mm槽式洗矿机进行洗矿作业。原矿采用水力冲采后用砂泵直接输送入洗矿机进行一段洗矿，由于矿石绎过高压冲刷，又经砂泵输送，最后入洗矿机擦洗，因此，洗矿效果良好，洗矿指标见表5，各产物的粒度组成见表6。

[next]
    (二)浅海相沉积碳酸锰矿床
    矿层赋存于上泥盆统榴江组泥灰岩钙质泥岩等与硅质灰岩、硅质岩过度相内，靠地表的部分因氧化作用而形成氧化锰矿层，俗称锰帽。主要矿物为软锰矿、硬锰矿，偏锰酸矿并混杂有经风化后产生的相当数量的硅质、泥质物。大新锰矿的氧化锰矿段为典型代表。
    该矿采用1070mmx4600mm槽式洗矿机一段洗矿，溢流再采用螺旋分级机回收细颗粒，洗矿机的安装倾角为13°,台时处理量17.36t，单位原矿耗水量1.12m³。洗矿指标见表7，产品粒度组成见表8。