第37卷第2期 矿冶工程Vol.37A2 2017 年 04 月M ININ G AN D METALLURGICALENGINEERING April 2017某高铁菱锰矿选矿试验研究$杨永斌，吕鹏，李骞，徐斌，姜涛，赵世印，纪方舟(中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083)摘要：对某高铁菱锰矿进行了选矿试验研究。
原矿中菱锰矿矿物粒度细，多呈鲕状结构产出，与大量菱铁矿形成连续的类质同象系列，完全解离困难。
采用湿式弱磁选-高梯度强磁选流程，在0.11 T(弱磁)/1.65 T(强磁）条件下，可获得F e品位29.22%、M n品位11.13%的精矿。
关键词：高铁菱锰矿；磁选；铁精矿中图分类号：TD951 文献标识码：A doi:10.3969/j.iwn.0253-6099.2017.02.017文章编号：0253-6099(2017)02-0068-03E xp e rim e n ta l S tudy on B e n e ficia tio n o f Some Iro n-ric h R hodochrosite O reY A N G Yong-bin，L U Peng，LI Qian，X U Bin，JIANG Tao，Z H A O Shi-yin，J I Fang-zhou (School of Minerals Processing and Bioengineering，Central South University，Changsha 410083，Hunan，China) Abstract ：Beneficiation t e s t o l an iron-rich rhodochrosite ore was conducted.Rhodochrosite in the raw ore was finely disseminated and was mainly o l o o l i t i c texture.Continuous isomorphism types formed owing t o the intimate intergrowth o l rhodochrosite and siderite results in d i f f i c u l t y for the complete dissociation.A flowsheet o f wet low-intensity magnetic separation (LIMS)and high gradient high-intensity magnetic separation (H I M S)was adopted，and a concentrate with Fe grade o f 29.22% and M n grade o f 11.13% was obtained under magnetic f i e l d o f 0.11 T and 1.65 T for LIMS and HIMS respectively.Key words ：iron-rich rhodochrosite ore;magnetic separation；iron concentrate锰矿是一种重要的战略矿产资源，虽然我国锰矿石 蕴藏量丰富,居世界第七位，但矿石锰品位低，平均只有 21.4%左右，富矿仅占保有资源储量的6.12%[|-2]，富锰 矿和优质锰矿资源已被我国列为紧缺矿种[3]。
在现 代工业中,锰及其含锰化合物的用途极其广泛。
据统 计，锰产量的90%用于钢铁行业，10%用于有色冶金、电池、化工、电子、国防、农牧业等行业和部门[4]。
我 国是锰矿消费大国,每年对锰矿的需求量大约为3 000 万吨[5]。
我国的锰矿资源大部分是碳酸盐型，占总量 56%左右，其次是氧化型，约占25%，其他类型约占 19%[4,6]。
近年来随着锰矿石的不断开采，难选锰矿石 比例不断增加，供需矛盾愈显突出，对低品位碳酸锰矿 的高效开发利用得到了人们的高度关注。
某低品位高铁菱锰矿因为无法达到铁锰综合品位 40%以上的烧结人料要求，某生产单位需长期外购价 格高昂的进口锰矿石。
为提高铁锰综合品位,本文米 用弱磁选和高梯度强磁选等方法进行分选试验研究，以确定合理的选矿工艺。
1试验原料矿石主要化学成分分析结果见表1。
由表1可 知，原矿F e品位26.81%，M n品位10.75%。
表1矿石化学多元素分析结果（质量分数)/%TFe FeO Mn Si〇2Al2〇3CaO M gO K2O Na2O P S 26.8125.2210.758.780.53 5.10 5.580.0710.045 0.019 1.94铁、锰物相分析结果见表2。
由表2可知,原矿中 铁主要以菱铁矿、磁铁矿形式存在;锰主要以菱锰矿及 锰铁氧化物形式存在。
由镜下观测和E D S检测可知，菱铁矿为主要含铁 矿物之一，多鲕状产出，嵌布粒度极细,且晶格中的铁 与锰、钙、镁等相互取代，类质同象，分离困难。
磁铁矿为主要含铁矿物之一，多呈片状粗粒产出，在磨矿过程中易单体解离;部分与菱铁矿、菱锰矿紧密 共生，嵌布粒度较细。
①收稿日期：2016-10-26作者简介：杨永斌（1969-),男，江西莲花人，博士，副教授，主要从事矿产资源综合利用研究第2期杨永斌等：某高铁菱锰矿选矿试验研究69表2矿石中铁、锰物相分析结果元素物相含量/%占有率/%碳酸铁16.8763.10硫化铁 1.34 5.02磁铁矿 5.5520.70铁假象赤铁矿0.83 3.10赤褐铁矿0.100.37硅酸铁 2.067.71总铁26.75100.00碳酸锰 6.4057.90氧化锰0.39 3.50锰锰铁氧化物 3.5532.20硅酸锰0.71 6.40总锰11.05100.00菱锰矿为主要含锰矿物之一,与菱铁矿相似，多鲕 状产出,嵌布粒度极细，且晶格中的锰与铁、钙、镁等相 互取代，类质同象，分离困难。
黄铁矿与闪锌矿、方铅矿为主要含硫矿物,多分布 于铁氧化矿与碳酸盐矿物间，或浸染状与碳酸盐矿物 紧密共生。
原矿锰品位较低,含有较高的铁，铁、锰在碳酸盐 晶体中互相取代，与铁的氧化矿物紧密共生,结构复 杂,单体解离困难，处理技术难度大。
2选矿试验研究该矿石碳酸锰品位低，嵌布粒度细,单体解离难度 较大；同时该矿铁含量较高,与碳酸锰均具有磁性，矿 石中菱铁矿、磁铁矿与菱锰矿等含锰矿物共生密切，增 强了含锰矿物的磁性，因此，可选择磁选工艺[7]进行 锰铁混合分选。
对原矿进行试验后发现，因干式磁选 的分选介质为空气，精矿中易夹杂脉石矿物，分选效果 不理想,故选用湿式磁选进行选别。
2.1湿式弱磁选试验2.1.1磁场强度试验取破碎至-3 m m原矿在不同场强下用磁选管进 行湿式弱磁选别，结果见表3。
表3湿式弱磁选试验结果场强产品产率品位/%回收率/%/T名称/%Fe Mn Fe Mn0.1精矿31.2534.379.7140.0628.23尾矿68.7523.2311.3159.9471.770.15精矿43.6231.8810.7751.8743.71尾矿56.3822.4011.2248.1356.290.2精矿48.5733.0810.6059.9347.89尾矿51.4321.4710.9840.0752.110.3精矿54.1731.6210.1463.4252.28尾矿45.8321.5610.9436.5847.72由表3可知，随场强增强,F e、M n回收率均有明显 提高。
场强由0.1 T上升到0.3 T,F e回收率由40%左 右上升到63%,但品位略有降低，整体维持在30%以上;M n回收率整体较低,这与锰矿物磁性较差有关。
F e品位在弱磁条件下有所提高，而M n在弱磁条件下 富集效果较差。
2.1.2给矿粒度试验不同粒度的原矿在0.3 T场强下用磁选管进行湿 式弱磁选别，结果如表4所示。
表4给矿粒度试验结果粒度产品产率品位/%回收率/%名称/%Fe Mn Fe Mn-0.074 mm精矿15.8551.92 5.2730.658.3373.46%尾矿84.1522.1310.9269.3591.67-1 mm精矿35.5935.519.7547.1432.28尾矿64.4121.5411.3652.8667.72 -3 mm精矿54.1731.6210.1463.4252.28尾矿45.8321.5610.9436.5847.72 -5 mm精矿68.5230.2111.0575.9469.93尾矿31.4820.8310.3424.0630.07由表4可知，随给矿粒度增大，磁选管对Fe、M n回收率有明显提高，这与原矿中磁性较差的锰矿物与磁性 较好易通过磁选富集的磁铁矿等紧密共生有关。
粒度 较大时铁锰矿物作为一个整体被选别出来成为精矿，但 同时矿物解离不佳,夹杂了部分脉石矿物，故品位有所 降低;原矿粒度较细时，矿物解离度高,精矿中强磁性 的铁矿物富集度高，如在-0.074 m m粒级占73.46%时 F e品位达到51.92%,但同时弱磁性的锰矿物解离后 难以被选别出来，故M n品位非常低，仅有5.27%。
2.2高梯度强磁选试验为了更有效地回收原矿中的M n,将原矿破碎，利 用高梯度磁选机进行湿式强磁选别。
2.2.1磁场强度试验将原矿破碎至-1m m,利用高梯度磁选机进行场 强试验，结果如表5所示。
由表5可知,高梯度强磁选 M n富集效果明显好于弱磁选，说明锰矿物可以在高梯 度强磁选工艺中得到有效富集。
场强较高时，F e、M n 回收率明显提高,但较高的磁场强度使得部分夹杂脉 石矿物较多的矿物颗粒也随之进人精矿，导致F e品位 较低。
2.2.2粒度试验不同粒度原矿在1.65 T条件下的高梯度强磁选 试验结果见表6。
由表6可知，在1.65 T场强条件下，随着粒度减小，精矿产率缓慢降低,F e、M n回收率随之 降低；由于粒度减小使得矿物解离度升高，磁性较好的 铁矿物富集效果加强，品位略有提高，但尾矿中F e、M n70矿冶工程第37卷表5高梯度磁选场强试验结果场强产品产率品位/%回收率/%/T名称/%Fe Mn Fe Mn0.1精矿33.5636.4310.9645.1634.85尾矿66.4422.3510.3554.8465.150.21精矿48.2429.9611.3756.5548.89尾矿51.7621.4511.0843.4551.110.46精矿58.3229.3511.1863.8357.16尾矿47.6820.3410.2536.1742.840.7精矿71.6028.4611.3377.6575.72尾矿28.4020.659.1622.3524.280.9精矿72.9629.7211.0880.1575.48尾矿27.0419.869.7119.8524.521.1精矿86.2429.8110.6691.4589.69尾矿13.7617.467.688.5510.311.3精矿88.7028.9810.8892.6691.12尾矿11.3018.018.327.348.881.5精矿90.0228.6710.5693.8792.34尾矿9.9816.887.90 6.137.661.58精矿90.2428.1110.8994.0493.08尾矿9.7616.487.49 5.96 6.921.65精矿92.5627.8611.0895.4795.30尾矿7.4416.43 6.80 4.53 4.70表6粒度对高梯度磁选的影响粒度产品产率品位/%回收率/%名称/%Fe Mn Fe Mn-2mm 精矿96.8027.6310.9398.4898.40尾矿 3.2012.92 5.36 1.52 1.60精矿92.5627.8611.0895.4795.30尾矿7.4416.43 6.80 4.53 4.70-0.074 mm精矿90.2228.0411.0293.6592.4971.5%尾矿9.7817.538.26 6.357.51- 0.074 mm精矿89.3928.4011.0392.8191.6781.8%尾矿10.6118.558.447.198.33- 0.074 mm精矿87.8228.4311.0391.3790.2890.1%尾矿12.1819.358.568.639.72品位升高。