趙 雷，馮晶品，楊 文，韋權(quán)鋒

(1.廣西新振錳業(yè)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(yè)集團(tuán)有限公司下屬的土湖錳礦是一個(gè)具有20多年開(kāi)采歷史的老礦山，地質(zhì)儲(chǔ)量184萬(wàn)t，全部為氧化錳礦，開(kāi)采方式為露天開(kāi)采，選礦工藝為洗礦+磁選。由于是老礦山，采選設(shè)施及裝備比較簡(jiǎn)陋，洗選效率不高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，選別指標(biāo)低。針對(duì)廣西新振錳業(yè)集團(tuán)公司下屬的土湖錳礦現(xiàn)存的問(wèn)題，課題組在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行選礦工藝研究，特別是對(duì)目前丟棄的洗礦細(xì)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(shí)對(duì)粗粒硅質(zhì)脈石進(jìn)行綜合利用。通過(guò)提質(zhì)降雜達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、加強(qiáng)綜合利用、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，同時(shí)為土湖錳礦的生存和發(fā)展開(kāi)辟新的資源途徑，有效地保護(hù)了國(guó)家的礦產(chǎn)資源。

2 選廠生產(chǎn)流程考查

為了選擇合適的選礦工藝流程，為后續(xù)的選礦生產(chǎn)改造提供依據(jù)。首先對(duì)選廠生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行了綜合考查，分別取樣分析產(chǎn)品的礦物組成、賦存狀態(tài)、粒度組成等。

2.1 生產(chǎn)工藝流程

選廠工藝流程為簡(jiǎn)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(yán)重；篩分粒度為7 mm，粗粒級(jí)為廢石，細(xì)粒級(jí)進(jìn)入分選工序。原礦給礦及磁選給礦均為人工給礦。選廠生產(chǎn)的主要指標(biāo)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(biāo)都比較低。

圖1 選廠生產(chǎn)工藝流程

2.2 產(chǎn)品分析

對(duì)選廠粗選精礦進(jìn)行了粒度分析和巖礦鑒定，獲得的分析結(jié)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(xì)粒、微細(xì)粒浸染狀，少數(shù)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(chǎn)品錳品位的雜質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)品錳品位的雜質(zhì)主要是與錳連生的粘土和單體脈石。干選尾礦未見(jiàn)單體錳礦物，連生體占20%～25%，錳礦物在連生體中粒度細(xì)，且含量少?？梢?jiàn)經(jīng)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(xì)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(chǎn)品產(chǎn)率較大20.37%，錳含量達(dá)9.69%，錳金屬占有率達(dá)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(zhì)量的主要雜質(zhì)；鐵礦物與錳礦物共生關(guān)系不密切，易分離。礦石的粒度組成分析結(jié)果表明錳金屬主要分布于+0.5 mm粒級(jí)以上，占總錳量的71.59%?？傮w分布粒度較粗。

2.3 小結(jié)

生產(chǎn)指標(biāo)及產(chǎn)品巖礦鑒定分析可知，由于人工給礦操作不穩(wěn)定，加上當(dāng)?shù)厝彼?，洗礦濃度高(25%)，生產(chǎn)中洗礦效率較低，溢流中+0.074 mm粒級(jí)占有率達(dá)66.62%，帶走了大量單體錳礦物。溢流產(chǎn)品沒(méi)經(jīng)進(jìn)一步分選，造成金屬流失嚴(yán)重，錳損失率占19.33%。

磁選效率較低，經(jīng)兩次濕式磁選錳回收率只達(dá)到48%，仍有較多的單體錳礦物進(jìn)入后序的干式磁選，干選精礦中仍有占產(chǎn)率20%的單體錳礦物，干選作業(yè)分選效率也不高，夾帶較多的脈石進(jìn)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(yīng)輥式磁選機(jī)已較陳舊，分選效果差。

3 礦山洗礦溢流試驗(yàn)

對(duì)這部分產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)室磁選試驗(yàn)，目的是考察回收其中的錳礦物的可能性。對(duì)礦山洗礦溢流共進(jìn)行了兩組磁選試驗(yàn)：濕式磁選機(jī)試驗(yàn)，磨礦細(xì)度86%-0.075 mm(-200目)高梯度磁選機(jī)試驗(yàn)。表1和表2為試驗(yàn)結(jié)果。

表1 溢流樣強(qiáng)磁磁選機(jī)磁選試驗(yàn)結(jié)果

從表1可以看出使用濕式強(qiáng)磁選機(jī)可以有效地回收溢流中的細(xì)粒級(jí)錳礦物。磁選試驗(yàn)最好指標(biāo)為精礦錳品位31.41%，作業(yè)回收率為65.22%。

表2 溢流樣高梯度磁選機(jī)磁選試驗(yàn)結(jié)果

從表2可以看出在磨礦細(xì)度為86%，-0.075(-200目)的情況下，采用高梯度磁選機(jī)也可以達(dá)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(xì)粒錳礦物。

4 硅質(zhì)廢石的綜合利用考察

洗選過(guò)程中篩分產(chǎn)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(duì)該樣品進(jìn)行了考察，對(duì)廢石進(jìn)行多元素分析，結(jié)果如表3。

表3 硅質(zhì)廢石多元素分析結(jié)果 %

由多元素分析結(jié)果可以看出，二氧化硅的含量?jī)H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(zhì)量的有害元素含量非常低，這對(duì)冶煉產(chǎn)品的質(zhì)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(chǎn)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(zhì)廢石可作為冶煉硅錳合金的硅助劑，提高從國(guó)外進(jìn)口的高品級(jí)錳礦石的含硅量，保證冶煉產(chǎn)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(chǎn)出的錳精礦產(chǎn)量不足，每年需從國(guó)外進(jìn)口大量的高品級(jí)錳礦石。長(zhǎng)期以來(lái)公司一直是從100 km外的地方購(gòu)買硅石。

為此，課題組提出了采用選礦廠產(chǎn)出的粗粒廢石作為硅錳合金冶煉的硅石助劑。

5 技改實(shí)踐

5.1 流程改造

第一期技術(shù)改造工作是進(jìn)行洗礦磁選作業(yè)的機(jī)械化改造，將原來(lái)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(dòng)篩篩分—皮帶運(yùn)輸—磁選的機(jī)械化生產(chǎn)流程。通過(guò)流程改造后，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)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(jī)械化生產(chǎn)流程技術(shù)改造，取得了穩(wěn)定的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)后，按照試驗(yàn)研究的成果，選廠進(jìn)行了第二期技術(shù)改造，引進(jìn)了高新技術(shù)產(chǎn)品——DPMS濕式永磁強(qiáng)磁選機(jī)設(shè)備。由于經(jīng)費(fèi)有限，選廠只引進(jìn)了兩臺(tái)永磁強(qiáng)磁選機(jī)，用于粗選。引進(jìn)該設(shè)備后選廠選別指標(biāo)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(zhì)廢石的生產(chǎn)應(yīng)用

根據(jù)課題組提供的技術(shù)資料，選廠將10 t原來(lái)作為粗粒廢石的硅石運(yùn)送到公司下屬的大新硅錳鐵合金冶煉廠進(jìn)行冶煉試驗(yàn)。冶煉產(chǎn)品為硅錳合金，牌號(hào)FeM n68Sil8，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如表4，指標(biāo)全部達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

表4 硅錳合金6818產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo) %

試驗(yàn)證明，選廠產(chǎn)出的粗粒硅石完全可取代外購(gòu)的硅石，即節(jié)省了外購(gòu)每噸產(chǎn)品200元的費(fèi)用，又有效地利用了硅石中的錳礦資源。僅此一項(xiàng)就提高了選廠錳回收率10.73%。目前，土湖錳礦每年產(chǎn)出的硅質(zhì)廢石基本上都是供給公司冶煉廠進(jìn)行冶煉，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，土湖錳礦選礦指標(biāo)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(shí)土湖錳礦充分利用了有限的礦產(chǎn)資源，為礦山的可持繼發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑。項(xiàng)目實(shí)施后，土湖錳礦洗選廠年產(chǎn)值增加1 803萬(wàn)元，節(jié)能1 000 t標(biāo)準(zhǔn)煤。對(duì)廣西各錳礦區(qū)加強(qiáng)錳礦的綜合回收利用，采用新設(shè)備、新工藝具有指導(dǎo)意義。

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