锰矿石选矿与湿法冶金处理现代工艺技术
发表时间：2020-08-12T09:49:32.693Z 来源：《工程管理前沿》2020年6卷第11期 作者： 覃峙程[导读] 为了更加高效的开发和利用锰矿石，
摘要：为了更加高效的开发和利用锰矿石，本文作者结合多年的工作经验，阐述了硅酸盐和氧化物类型的锰矿选矿方法，重点分析了湿法冶金处理现代工艺技术，该技术可以在精矿提取中发挥重要作用，为锰矿的开采和利用做出重大贡献。 希望为后续研究锰矿石的选矿和湿法冶金处理技术的人员提供一些理论帮助。 关键词：锰矿石选矿；湿法冶金处理；开采；利用引言
铁锰作为钢材生产和制作非常重要的原材料，尤其是对于发展中国家来说，对于锰矿石的需求是非常大的，每年大约有95%的锰矿在钢铁工业中被消耗。本文重点分析了不同类型的锰矿石的选矿技术和工艺，包括重力分离法、磁力分离法以及湿法冶金技术等等，为方锰矿石的开采和利用提供了科学的理论指导。1.硅质锰矿石的选矿
硅质矿石主要是含有SiO2物质，SiO2和Mn相互结合的形式主要有两种，一是锰矿石中存在以锰化合物的形式的SiO2，例如褐锰矿(Mn2+Mn3+SiO)，这种类型的锰矿石中的硅无法通过物理选矿方式除去，必须要经过细致的研磨和多种选矿方式相结合才能将除去硅；二是锰矿石中包含石英或者含硅矿石，这种类型的锰矿石可以利用重力分离法或者磁力分离法等物理选矿方式进行锰与硅的分离。1.1重力分离法
重力分离法作为改造低品位锰矿最常用且最简单的工艺，其主要用于处理含有密度硅和泥的锰矿石。最早的重力分离工艺主要是一些研究人员通过研究硅质锰矿和铁质锰矿的选矿时，可以通过使用重力分离工艺将矿石中的石英、云母、黄铁矿以及黏土矿物等物质除去。后来进一步研究发现，方解石和锰白云石等硅质材料可以利用重介质分离工艺将其除掉，同时利用簸选和重力选工艺处理低品位锰矿，可以有效的提出矿石中47%的Mn和20%的SiO2的硅精矿。重力分离选矿工艺在全世界范围内都非常流行，印度一家锰矿公司有一家锰矿加工厂用于处理低品位锰矿，其中矿产资源中主要包括锰矿、低密度脉石英以及硅酸盐矸石等。选择粗跳汰选矿工艺，将颗粒比较大的矿石出售，同时保留6～25mm的颗粒进行选矿，选择精密跳汰机、螺旋、重介质旋流器、分离器等设备进行精密选矿，所以重力分离方式进行选矿对于处理低品位硅锰矿来说经济且简单。1.2磁力分离法
对于硅质锰矿物来说，其内部嗨包含磁铁矿和赤铁矿，这些类型的矿物质可以采用磁选机实现分离。对于硅质锰矿石来说，磁选作为一种预浓缩步骤来有效地除掉高磁性的含铁矿物。一些研究人员采用干带式磁选机来分离硅质锰矿石，在795.7kA/m磁场下，干带式磁选机可以提取出更加纯净的锰矿，同时一些研究人员还深入研究了低品位硅质锰矿的矿石岩石学，尝试着将矿物组构和选矿相互结合考虑，发现海绵粒状矿石的更新换代能力非常强大，锰含量在22%的饲料矿石可以提升至44%，非常利于海绵颗粒矿石的选矿，对于褐锰矿来说，选择磁选有效的将其分离，使用低强度磁选机可以分离出高磁性磁铁矿，利用高磁场强度可以有效除去顺磁性针铁矿。综上所述，对于磁力分离法来说，在处理硅锰矿中是应用较少的，但是该工艺可以处理含铁相对较多的锰矿石。1.3湿法冶金工艺
湿法冶金工艺的应用是相对比较少的，这是因为硅酸盐锰矿石的特殊晶体结构，这导致硅质锰矿石非常难以酸腐蚀。一些研究人员在不同浓度下的硫酸中合理添加还原剂然后在高铁氧化锰矿石中有效分离锰和铁等物质，同时还研究了酸的浓度、还原剂的使用情况、液体固体质量比例、温度情况以及时间控制等因素对于锰和铁的浸出率影响分析，并且对锰矿石浸出结果进行分析。根据结果发现，高铁氧化锰矿石中主要的物质包含MnO2、FeO(OH)、SiO2和MnFe2O4，对于锰和铁浸出率来说，表现为线性正相关关系。通过测试10g的高铁氧化锰矿石在还1.5g还原剂，液体固体质量比例5∶1，硫酸的浓度为7．36mol/L，温度控制在90℃，时间控制在3h的条件下，结果表现为锰和铁的浸出率高达93%和87%，浸出的效果相对较好。在美国，矿务局深入研究了锰硅酸盐岩的湿法冶金工艺，研究发现通过使用盐酸可以锰硅酸盐岩矿石浸出95%的锰，但是这一过程需要加入CaF2原料，有效提高化学反应速度。根据上述研究表明，锰硅酸盐矿的湿法冶金工艺的经济性和实用性相对较低，这是因为锰矿和铁矿的浸出过程相对是非常复杂的，但是该工艺在锰矿石的提取精度上表现的非常好。2.氧化物矿石的选矿
氧化锰矿是非常有商业价值的商业价值矿产资源，高品位氧化锰矿可以直接用来化学和冶金等。氧化锰矿中富含铁就被叫做铁质锰矿，锰铁比对于铁合金生产来说非常重要，高锰铁比是使用较多的，对于锰铁比低于1.5的氧化锰矿石的用处相对较少。选择合理的选矿工艺可以有效的除去铁物质，从而提高锰铁比。含铁锰矿石主要包含两种铁矿物，一是粗粒铁矿，例如赤铁矿、针铁矿和磁铁矿等等，一般情况下选择磁力分离法进行选矿；二是含铁矿物与锰发生化学结合的矿石，例如雅可比晶等等，这种类型的铁矿石不能选择常规选矿方式，下面介绍处理氧化锰矿的方式，一种是浮选法，另一种是湿法冶金选矿方法的在氧化锰矿中的特殊形式离子交换法。2.1浮选法
浮选法作为一种对低品位矿石提纯的工艺，浮选法对于氧化锰矿石的提纯也是相对比较好方法。最早的锰矿浮选法是在1920年左右，相关研究人员通过使用松油、油酸、硅酸钠和碳酸钠等材料来浮选软锰矿中的锰矿石，在含锰25%的锰矿石中有效提取出56%的锰精矿，但是在实际的锰矿物浮选期间，铁是非常难处理的问题。随着科技的发展进步，一些研究人员选择泡沫浮选方式来处理软锰矿和赤铁矿，通过实验发现这会方式可以有效的提高锰的产量和回收率。研究人员还发现同时使用水玻璃、氢氧化钠和油酸来进行浮选虽然可以除去石灰性脉石，但是锰和铁并没有有效分离。近些年来，利用常规浮选法来处理氧化锰矿是可以的，但是不能有效提高锰铁比。综上所述，对于浮选工艺来说，可以有效出去氧化锰矿物中的黏土以及其他脉石矿物，有效的提高锰的品位，但是不能有效的除去铁物质，不能很好地提高锰铁比，这需要研究人员进一步探索新的浮选工艺。2.2湿法冶金选矿——离子交换法
对于离子交换法来说，其作为湿法冶金选矿在氧化锰矿选矿中的表现方式，其主要表现为要在还有锰的溶液中将金属分离出来，其中包括铜、铁、钴、镍以及铅等，这种方法相对来说更加环保精准。作为阳离子或者阴离子交换的物质常用的有以下几种：螯合剂、天然沸石、活性炭和树脂。离子交换法对金属的吸附是有限制的，所以适合分离极少的金属杂质，从而制作纯度更加高的锰溶液。这种工艺作为
非常节能而又经济的技术，是唯一可以实现百万分之九稀溶液的离子浓度水平，虽然提纯度非常高，但是该技术的实际应用性，更加适合实验操作等小型操作提纯。3.结语
综上所述，本文作者根据不同类型的锰矿石，阐述了多种锰矿石的选矿工艺，其中包括重力分离法、磁力分离法、浮选以及湿法冶金技术等。锰矿石选矿的关键在于磨矿粒度的限制，对于硅质锰矿石来说，主要包含低密度的脉石矿物，可以选择重力分离法进行分选，铁在硅质锰矿石中以杂质的形式存在。对于富铁锰矿来说，选择磁力分离法或者还原焙烧法进行分选，对于碳酸盐岩和复杂矿物的锰矿石需要多种选矿方法的结合。湿法冶金工艺对于上述锰矿石的改造更加可靠，为了满足市场的需求，需要更加高效的选矿工艺，湿法冶金选矿工艺逐渐被重视。 参考文献
［1］廖璐，李红立，任大鹏．含银铁锰氧化矿石选矿工艺研究［J］．湿法冶金，2018，37(5):368-371．
［2］甘家乔，崔静贤，任红杰，等．从高铁氧化锰矿石中浸出锰、铁试验研究［J］．湿法冶金，2018，37(5):39-42． ［3］谭柱中．我国锰矿石深加工现状与问题［J］．中国锰业，2000，18(1):2-3．
锰矿石选矿与湿法冶金处理现代工艺技术
