廣西大新縣土湖錳礦選廠流程技改實踐

趙 雷，馮晶品，楊 文，韋權鋒

(1.廣西新振錳業有限公司，廣西大新 532300；2.廣西天工冶金科技有限公司，廣西南寧 530219)

1 礦山概況

廣西新振錳業集團有限公司下屬的土湖錳礦是一個具有20多年開采歷史的老礦山，地質儲量184萬t，全部為氧化錳礦，開采方式為露天開采，選礦工藝為洗礦+磁選。由于是老礦山，采選設施及裝備比較簡陋，洗選效率不高，工人勞動強度大，選別指標低。針對廣西新振錳業集團公司下屬的土湖錳礦現存的問題，課題組在工藝礦物學研究的基礎上，進行選礦工藝研究，特別是對目前丟棄的洗礦細泥和粗粒脈石的回收利用研究，找出最佳的選礦工藝流程。同時對粗粒硅質脈石進行綜合利用。通過提質降雜達到提高產品質量、加強綜合利用、提高經濟效益的目的，同時為土湖錳礦的生存和發展開辟新的資源途徑，有效地保護了國家的礦產資源。

2 選廠生產流程考查

為了選擇合適的選礦工藝流程，為后續的選礦生產改造提供依據。首先對選廠生產工藝過程進行了綜合考查，分別取樣分析產品的礦物組成、賦存狀態、粒度組成等。

2.1 生產工藝流程

選廠工藝流程為簡單的洗選流程(如圖1)。由于礦山缺水，洗礦溢流濃度較高，跑粗嚴重；篩分粒度為7 mm，粗粒級為廢石，細粒級進入分選工序。原礦給礦及磁選給礦均為人工給礦。選廠生產的主要指標為：粗選精礦品位31.87%，掃選精礦品位27.09%，干選精礦品位 17.53%，精礦綜合品位28.5%，綜合回收率40.81%(粗精+掃精)；選廠總回收率49.68%。選礦效益和選礦指標都比較低。

圖1 選廠生產工藝流程

2.2 產品分析

對選廠粗選精礦進行了粒度分析和巖礦鑒定，獲得的分析結果表明，粗選精礦錳礦物單體較多，所以錳含量較高。連生體主要為細粒、微細粒浸染狀，少數為毗鄰或穿插連生。掃選精礦中單體錳礦物只占20%，其他的均為連生體，混入的單體脈石占8%～9%，影響產品錳品位的雜質主要是單體脈石及連生體帶入的粘土礦物和石英。干選精礦+0.45 mm中單體脈石很多，約為45%～50%，錳礦物單體約20%；-0.45 mm的產品中單體脈石約為25%，錳礦物單體約25%，其余為連生體。影響產品錳品位的雜質主要是與錳連生的粘土和單體脈石。干選尾礦未見單體錳礦物，連生體占20%～25%，錳礦物在連生體中粒度細，且含量少。可見經3次磁選，尾礦中錳的含量已較低，損失在尾礦中的錳是粒度極細的連生體。洗礦溢流+0.45 mm中單體脈石占25%～30%，單體錳礦物占20%，其余為連生體；-0.45 mm中單體脈石占35%，錳礦物單體占25%，其余為連生體。該產品產率較大20.37%，錳含量達9.69%，錳金屬占有率達19.33%。

錳礦物主要有硬錳礦、錳土(硬錳礦的一種)、軟錳礦；脈石種類主要是石英和粘土礦物；錳礦物主要與粘土礦物和石英、粘土混雜；石英和粘土礦物為影響錳精礦質量的主要雜質；鐵礦物與錳礦物共生關系不密切，易分離。礦石的粒度組成分析結果表明錳金屬主要分布于+0.5 mm粒級以上，占總錳量的71.59%。總體分布粒度較粗。

2.3 小結

生產指標及產品巖礦鑒定分析可知，由于人工給礦操作不穩定，加上當地缺水，洗礦濃度高(25%)，生產中洗礦效率較低，溢流中+0.074 mm粒級占有率達66.62%，帶走了大量單體錳礦物。溢流產品沒經進一步分選，造成金屬流失嚴重，錳損失率占19.33%。

磁選效率較低，經兩次濕式磁選錳回收率只達到48%，仍有較多的單體錳礦物進入后序的干式磁選，干選精礦中仍有占產率20%的單體錳礦物，干選作業分選效率也不高，夾帶較多的脈石進入干選精礦，使干選精礦錳品位不高。造成三段磁選效率都不高的原因主要是電磁感應輥式磁選機已較陳舊，分選效果差。

3 礦山洗礦溢流試驗

對這部分產品進行試驗室磁選試驗，目的是考察回收其中的錳礦物的可能性。對礦山洗礦溢流共進行了兩組磁選試驗：濕式磁選機試驗，磨礦細度86%-0.075 mm(-200目)高梯度磁選機試驗。表1和表2為試驗結果。

表1 溢流樣強磁磁選機磁選試驗結果

從表1可以看出使用濕式強磁選機可以有效地回收溢流中的細粒級錳礦物。磁選試驗最好指標為精礦錳品位31.41%，作業回收率為65.22%。

表2 溢流樣高梯度磁選機磁選試驗結果

從表2可以看出在磨礦細度為86%，-0.075(-200目)的情況下，采用高梯度磁選機也可以達到比較理想的回收效果，因此采用磁選的方法可以有效回收溢流中細粒錳礦物。

4 硅質廢石的綜合利用考察

洗選過程中篩分產出的粗粒廢石，含錳4.62%，含二氧化硅87.04%。粗粒廢石中的礦物主要是石英，課題組對該樣品進行了考察，對廢石進行多元素分析，結果如表3。

表3 硅質廢石多元素分析結果 %

由多元素分析結果可以看出，二氧化硅的含量僅為87.04%，但廢石中的二氧化錳、氧化鐵、螢石都是冶煉硅錳鐵合金的有用成分。從礦石多元素分析也可以看出，礦石中的碳、磷、硫等影響硅錳合金質量的有害元素含量非常低，這對冶煉產品的質量保證都是非常有好處的。除去廢石中的有用成分——二氧化錳和氧化鐵，二氧化硅的含量為98.85%，這種石英產品正是冶煉硅錳合金常需要加入的助劑。一般含二氧化硅97%以上的石英就可作為冶煉硅錳合金的硅助劑。由此可知此類硅質廢石可作為冶煉硅錳合金的硅助劑，提高從國外進口的高品級錳礦石的含硅量，保證冶煉產品中硅的含量。

公司下屬的硅錳合金冶煉廠由于土湖錳礦所產出的錳精礦產量不足，每年需從國外進口大量的高品級錳礦石。長期以來公司一直是從100 km外的地方購買硅石。

為此，課題組提出了采用選礦廠產出的粗粒廢石作為硅錳合金冶煉的硅石助劑。

5 技改實踐

5.1 流程改造

第一期技術改造工作是進行洗礦磁選作業的機械化改造，將原來的人工給礦—洗礦—固定篩篩分—磁選流程改為鏟車—水槍給料—洗礦—振動篩篩分—皮帶運輸—磁選的機械化生產流程。通過流程改造后，工人勞動強度大大降低，生產指標穩定，效率有明顯提高，選廠的處理能力也有了明顯的提高。

在完成選廠機械化生產流程技術改造，取得了穩定的生產技術指標后，按照試驗研究的成果，選廠進行了第二期技術改造，引進了高新技術產品——DPMS濕式永磁強磁選機設備。由于經費有限，選廠只引進了兩臺永磁強磁選機，用于粗選。引進該設備后選廠選別指標有了明顯提高：粗選精礦品位32.35%，掃選精礦品位 25.88%，干選精礦品位17.79%，精礦綜合品位 30.0%，綜合回收率55.06%(粗精+掃精)；選廠總回收率80.81%。錳精礦綜合品位提高了1.5%；錳綜合回收率提高了14.25%；錳總回收率提高了31.5%。

5.2 硅質廢石的生產應用

根據課題組提供的技術資料，選廠將10 t原來作為粗粒廢石的硅石運送到公司下屬的大新硅錳鐵合金冶煉廠進行冶煉試驗。冶煉產品為硅錳合金，牌號FeM n68Sil8，產品技術指標如表4，指標全部達到國家標準。

表4 硅錳合金6818產品技術指標 %

試驗證明，選廠產出的粗粒硅石完全可取代外購的硅石，即節省了外購每噸產品200元的費用，又有效地利用了硅石中的錳礦資源。僅此一項就提高了選廠錳回收率10.73%。目前，土湖錳礦每年產出的硅質廢石基本上都是供給公司冶煉廠進行冶煉，取得了很好的經濟效益。

6 結語

通過項目的實施，土湖錳礦選礦指標有了明顯的提高：錳精礦綜合品位提高了1.5%，錳綜合回收率提高了14.25%，錳總回收率提高了31.5%。同時土湖錳礦充分利用了有限的礦產資源，為礦山的可持繼發展開辟了新的途徑。項目實施后，土湖錳礦洗選廠年產值增加1 803萬元，節能1 000 t標準煤。對廣西各錳礦區加強錳礦的綜合回收利用，采用新設備、新工藝具有指導意義。

[1]郭天煌.連城錳礦氧化錳礦選礦工作回顧[J].中國錳業，2000，18(2)：4-6.

[2]楊各金.福建省連城錳礦蘭橋選廠工藝流程改造及生產實踐[J].中國錳業，2008，26(3)：44-46.

[3]曾克新，蟻梅春，陳讓懷.微細粒貧錳礦選礦回收工藝研究[J].中國錳業，2010，28(2) ：15-18.