由于多数锰矿石属细粒或微细粒嵌布,并有相当数量的高磷矿、高铁矿和共(伴)生有益金属,因此给选别带来很大难度。目前,常用的锰矿选矿方法包括物理选矿(洗矿筛分法、重选法、强磁选法、浮选法、联合选矿法)、化学选矿(浸出法)及特殊选矿(火法富集法)等。以下将重点介绍各种锰矿选矿方法。
物理选矿法主要是利用锰与其它脉石矿物之间的物理性质差异来实现矿物分离和富集的方法。如利用密度进行分离的称为重选法,利用磁性不同进行分离的称为磁选法,利用亲水性不同来分离的称为浮选法。
在确定锰矿选矿方法之前,应该先取代表性矿样进行选矿试验,确定脉石矿物的成分,根据其物理性质与锰的差异来选择选矿方法。常用的物理选矿方法主要包括以下几种:
1、锰矿洗矿筛分法
洗矿筛分法主要作用是去除锰矿表面的泥质矿物,如高岭土、绿泥石、碳酸盐矿物、粘土矿物等。常用设备包括洗矿筛、圆筒洗矿机和槽式洗矿机。常见操作方法包括在振动筛上直接冲水清洗,或是将洗矿机获得的矿砂(净矿)送至振动筛进行筛分。一般洗矿法不单独用,而是与筛分相辅相成,而筛分法可单独使用,用以将不同粒度和品位的产品进行分离。
2、锰矿重选法
锰矿重选法适用于选别结构简单、嵌布粒度较粗的锰矿石,尤其是密度较大的氧化锰矿石。常用的重选方法包括重介质选矿、跳汰选矿和摇床选矿。
重选法常用于处理氧化锰矿,工艺流程一般是:破碎-分级-跳汰分选/摇床选别(分级后的粗颗粒送至跳汰机,细颗粒送至摇床。)
3、锰矿强磁选法
磁选法可用于分离锰矿中的铁矿物和赤铁矿等具有磁性的矿物。
由于磁选法具有操作简单、易于控制、适应性强的特点,因此广泛用于各种锰矿石的选别,近年来已在锰矿选矿中占据比较重要的地位,各种新型粗、中、细粒强磁机也陆续研制成功。
4、锰矿重选-磁选法
大多数情况下,锰矿的伴生矿物不可能只有一种,所以单一的选矿方法很难完成脉石矿物分离和锰的提纯,所以联合选矿法比单一选矿法更加常用。重选-磁选法就是联合选矿法之一。
锰矿重选-磁选法工艺流程:将合格粒度的锰矿石给入磁选机进行弱磁选,得到强磁性锰精矿和弱磁选尾矿,尾矿给入磁选机进行强磁选,得到强磁选尾矿和精矿,精矿给入重选设备进行选别,得到重选锰精矿和尾矿。
5、锰矿强磁选-浮选法
锰矿强磁选-浮选法是另一种联合选矿法。这种方法的适应性比较强,首先进行强磁选将锰矿石表面的矿泥脱掉,然后再将脱泥后提高品位的矿石进入浮选。
强磁-浮选脱硫可直接获得综合锰精矿产品;采用石油磺酸钠代替氧化石蜡皂作捕收剂,可使矿浆在中性和常温下实现分选,节省了药耗和能耗。
通常,锰矿浸出法包括直接浸出、焙烧浸出和生物浸出。其中,直接浸出法又包括连二硫酸盐法、二氧化硫法、硫酸亚铁法等。
以二氧化硫选锰浸出法为例,将锰矿调浆,通入二氧化硫气体,矿石中的氧化锰转化成MnSO4和MnS2O6。滤液中加入石灰乳,即可产生氢氧化锰沉淀,过滤后得到固体氢氧化锰。此方法适于处理低品位,嵌布粒度细氧化锰矿石。
锰矿石火法富集法是一种处理高磷、高铁难选贫锰矿石的方法,一般称之为富锰渣法,主要利用锰、磷、铁还原温度的不同,在高炉或电炉中控制其温度来选择性分离锰、磷、铁。
火法富集法工艺简单、生产稳定,能有效地分离出矿石中的铁、磷,获得富锰、低铁、低磷富锰渣,这种富锰渣一般含Mn35-45%,Mn/Fe12-38,P/Mn<0.002,是一种优质锰系合金原料,同时也是一般天然富锰矿很难同时达到上述三个指标的人造富矿。因此,火法富集法对于高磷高铁低锰难选矿而言,是一种有效的选矿方法。
在实际生产中,氧化锰常常利用重选法进行提纯,碳酸锰则大多采用强磁选、重介质和浮选法来选矿。有些难选锰矿石则需要结合多种选矿方法才能达到与脉石矿物分离的目的。建议在设计选矿工艺流程前应进行选矿试验,确定合适的选矿方法。
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