浮选是以经过药剂处理的矿粒,在两相界面上的选择性附着为根据的选矿法。现今最适用的是泡沫浮选,它的特点就是由矿化的气泡所组成的集合体浮在矿浆的表面,加入矿浆中的药剂造成稳定的矿化泡沫,并与可浮矿物的表面发生作用,从而使可浮矿物选择地附着在气泡上。其过程一般是将矿粒磨得较细(粒度小于0.3mm)的矿浆在浮选机中搅拌,加入适当的浮选药剂,使某些矿粒的润湿性减少,而能附着于弥散在矿浆中的气泡上而上浮,这些附着于气泡上而上浮的矿物称为精矿,落在浮选机底部或飘悬在矿浆中不上浮的称为尾矿。
矿物可浮性能的好坏一般是用矿物的表面润湿性(亲水性和疏水性)来判断。在实践过程中,我们则可以用浮选药剂来改变其表面性质,扩大矿物可浮性的差别,从而提高浮选效率及应用范围。因此浮选法的适用范围很广,有色金属、黑色金属、化学工业及建筑工业用原料均可采用,而且特别适于贫矿和结晶细的矿石,其不足之处是要磨细矿石和添加药剂,增加成本费用。
锰矿石大部分是碳酸盐类和氧化矿物,其表面易被水润湿,可浮性能差,因此浮选法较少应用于工业生产上。国外仅有前苏联的恰拉图矿区的中央浮选厂和日本的大江浮选厂曾采用浮选法回收锰矿物,而且还是属于综合回收利用设施,生产规模不大,目前已不见有生产报导。
我国仅遵义铁合金厂建有浮选厂富集锰矿石。
遵义铜锣井锰矿系原生海相沉积矿床,锰矿物以菱锰矿、锰方解石为主,矿石中的铁主要以黄铁矿、白铁矿及菱铁矿形态存在,脉石矿物主要是碳质及粘土矿物等。
菱锰矿呈他形粒状,锰矿物晶粒一般为0.047~0.079mm,密度3.42~3.5g/cm3,比磁化系数85.7~87.1x10-6cm/g.锰方解石单体晶粒一般为0.032~0.099mm,密度约2.74g/cm3,黄铁矿单体晶粒一般为0.002~0.100mm密度4.6~5.2g/cm3,比磁化系数为7.5~47x10-6cm/g,碳质粘土及泵泥石的单晶一般为0.016~0.095mm根据矿物工艺研究可知各种主要矿物基本上呈单晶赋存于矿石中,而且晶粒一般偏粗,矿石磨至-0.074mm为80%左右时,均可基本解离。该矿从1959年开始进行试验,不同流程的选别指标见表1。1975年按全浮选流程建成并处理原矿60万t选矿厂(设计流程及工艺选别指标见图1,表2),但生产一直不正常,并进行国多次整改,调试。目前还在继续攻关。
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表1 遵义铜锣井锰矿石不同流程选别指标 | |||||||||
试验时间 | 流程 | 试验规模 | 产品名称 | 产率/% | 品位/% | m(Mn) | 锰回收率/% | ||
Mn | Fe | S | /m(Fe) | ||||||
一 | 重浮 | 小型 | Ⅰ级锰 | 11.19 | 34.98 |
|
|
| 16.88 |
Ⅱ级锰 | 29.84 | 28.48 |
|
|
| 36.66 | |||
Ⅲ级锰 | 29.31 | 26.18 |
|
|
| 33.1 | |||
综合 | 70.34 | 28.55 |
|
|
| 86.64 | |||
原矿 | 100 | 23.18 | 9.55 | 5.07 |
| 100 | |||
一 | 浮重 | 小型 | Ⅰ级锰 | 12.48 | 33.75 |
|
|
| 19 |
Ⅱ级锰 | 21.79 | 28.59 |
|
|
| 28.11 | |||
Ⅲ级锰 | 21.83 | 26.71 |
|
|
| 26.31 | |||
综合 | 56.1 | 29.01 |
|
|
| 73.42 | |||
原矿 | 100 | 22.16 |
| 5.15 |
| 100 | |||
一 | 强磁 | 扩大 | Ⅰ级锰 | 27.21 | 34.74 | 4.21 | 0.41 | 8.25 | 44.03 |
Ⅱ级锰 | 5.59 | 31.45 | 4.97 | 0.23 | 6.33 | 8.2 | |||
Ⅲ级锰 | 9.24 | 28.53 | 6.95 | 0.4 | 4.11 | 12.25 | |||
Ⅳ级锰 | 17.87 | 22.19 | 9.49 | 1.89 | 2.34 | 18.47 | |||
综合 | 59.91 | 29.73 | 6.28 | 0.83 | 4.73 | 82.98 | |||
原矿 | 100 | 21.47 | 9.15 | 3.3 | 2.35 | 100 | |||
一 | 浮选 | 扩大 | Ⅰ级锰 | 9.57 | 32.65 | 3.52 | 0.19 | 9.28 | 17.13 |
Ⅱ级锰 | 13.24 | 30.03 | 4.89 | 0.21 | 6.14 | 21.8 | |||
Ⅲ级锰 | 28.61 | 24.12 | 8.96 | 2.41 | 2.7 | 37.83 | |||
综合 | 51.42 | 27.22 | 6.9 | 1.42 | 3.94 | 76.76 | |||
原矿 | 100 | 18.24 | 10.74 | 4.04 |
| 100 | |||
一 | 强磁(细粒)浮选 | 小型 | Ⅰ级锰 | 10.3 | 32.69 | 3.95 | 0.15 | 8.28 | 18.02 |
Ⅱ级锰 | 10.48 | 31.06 | 5.3 | 0.21 | 5.86 | 17.42 | |||
Ⅲ级锰 | 32.64 | 25.77 | 7.54 | 0.3 | 3.43 | 45 | |||
综合 | 53.42 | 28.14 | 6.4 | 0.25 | 4.4 | 80.44 | |||
原矿 | 100 | 18.69 | 10.12 | 2.82 |
| 100 |
表2 遵义锰矿浮选厂设计选别工艺指标 | ||||||
品名 指标 项目 | 贫锰矿 | 富锰矿 | ||||
产率/% | 锰品位/% | 锰回收率/% | 产率/% | 锰品位/% | 锰回收率/% | |
Ⅰ级锰 | 9.57 | 32.65 | 17.04 | 28.64 | 35.02 | 46.61 |
Ⅱ级锰 | 13.24 | 30.03 | 21.68 | 1.990 | 29.94 | 2.71 |
Ⅲ级锰 | 28.61 | 24.12 | 37.57 | 28.72 | 34.79 | 33.08 |
综合锰精矿 | 51.42 | 27.21 | 76.29 | 59.35 | 29.9 | 82.4 |
黄铁矿精矿 | 7.74 | 6.18 | 2.81 | 7.450 | 7.74 | 2.69 |
综合尾矿 | 37.84 | 9.31 | 21.50 | 33.20 | 9.67 | 14.91 |
原矿 | 100.0 | 18.55 |
| 100.0 | 21.52 |
|
锰矿泥的浮选在国外应用较多,捕收剂多采用碳氢化合物、硫酸化皂、粗塔尔油及其乳液、含40%~50%脂肪酸皂、烷基磷酸盐、含C7~C12伯脂肪酸钠盐等。[next]
前苏联恰拉图矿泥采用混合浮选,硫酸化皂和塔尔油乳液作捕收剂,采用如图2所示的工艺流程图进行选别,获表3所列指标。前苏联的格鲁谢夫选矿厂尾泥则选用伯脂肪酸钠盐作捕收剂进行浮选,获表4所列指标。
表3 恰拉图矿泥混合浮选工艺指标 | |||
品名 | 产率/% | 锰品位/% | 锰回收率/% |
精矿 | 23.9 | 33.3 | 59.9 |
中矿 | 7.3 | 16.2 | 9.0 |
尾矿 | 42.9 | 2.7 | 18.6 |
-10μ矿泥 | 26.0 | 11.5 | 22.5 |
原矿 | 100.0 | 13.2 | 100.0 |
表4 格鲁谢夫选矿厂选别工艺指标 | |||
品名 | 产率/% | 锰品位/% | 锰回收率/% |
精矿 | 56.2 | 41.5 | 84.4 |
中矿 | 16.3 | 18 | 11.1 |
尾矿 | 27.5 | 4.5 | 4.5 |
原矿 | 100 | 27.4 | 100 |
注:原矿用药量7kg/t.