让我们一起重新认识锰矿让我们一起重新认识锰矿矿业百科百家号锰矿的用途锰是钢铁工业不可缺少的原料，其主要用途如下：① 在钢中加入少量的锰，就能增加钢材的硬度、延展性、韧性、抗磨能力。锰钢是制造机器、船舶、车辆、铁轨、桥梁、大型厂房必需的材料。锰铁在炼钢时，还作还原剂，用于脱氧、脱硫，提高钢的质量和产量。② 锰与铜、镍、铝、钴等制成各种合金，用于制造机械部件、飞机和船舶的器材、标准电阻丝等。③ 软锰矿（二氧化锰粉）用于电池的消极剂，在陶瓷、搪瓷生产中作氧化剂和釉色，在玻璃生产中用以消除绿色和制造装饰玻璃。④ 锰的化合物，如硫酸锰、碳酸锰、高锰酸钾等，是化学试剂、医院、染料、油漆、合成工业等的重要原料。锰矿石的类型锰矿石按矿床成因类型分为沉积性、沉积变质型、风化型铁帽型、热液型玛瑙山锰矿四种。① 沉积型 海相沉积碳酸锰矿石：遵义锰矿、湘潭锰矿、龙垣锰矿、桃江锰矿、龙头锰矿、松桃锰矿和秀山锰矿等。海相沉积氧化锰-碳酸锰矿石：瓦房子锰矿。海相沉积锰硼矿石：水厂沟锰硼矿。湖相沉积碳酸盐岩类含锰铁矿石、屯留潞安锰矿。② 沉积变质型 沉积变质氧化锰矿石：斗南锰矿、白显锰矿、乐华锰矿。沉积变质硫锰-碳酸锰矿石：桃江棠甘山锰矿。③ 风化铁帽型 木圭锰矿；堆积型：八一锰矿、东相桥锰矿、平乐锰矿、荔浦锰矿；淋滤型：木圭烟灰状锰矿石。④ 热液型玛瑙山锰矿按工业用途分为冶金用锰矿石和化工用锰矿石（化学工业和轻工业用锰矿石）按矿石中铁、锰含量分为锰矿石及铁锰矿石按矿石的物质组成和化学成分、结构构造分为碳酸锰矿石、硫锰-碳酸锰矿石、铁锰矿石、氧化锰矿石。按矿物的自然类型和所含伴生元素分为碳酸锰矿石、氧化锰矿石、混合锰矿石以及多金属锰矿石。碳酸锰矿石中以各种碳酸锰矿物形态存在的锰含量占矿石含锰总量的85%以上。氧化锰矿石中以各种氧化锰矿物形态存在的锰含量占矿石含锰总量的85%以上。混合锰矿石中以各种碳酸锰或各种氧化锰矿物形态存在的锰含量占矿石含锰总量均小于85%。多金属锰矿石其锰矿物类型同前三种锰矿石类型，除锰矿物外，还含有其他金属和非金属矿物。锰矿石的矿物组成碳酸锰矿石中主要锰矿物有菱锰矿，钙菱锰矿、锰方解石等，脉石矿物以磷灰石、胶磷矿为主，或以石英为主或以锰方硼石为主，或以鲕绿泥石、黄铁矿为主。氧化锰矿石中主要锰矿物以软锰矿、硬锰矿为主，亦有以褐锰矿为主，脉石矿物以石英方解石为主，次为高岭土、水云母黏土等。锰矿石中有害杂质及其对冶炼的影响①硫，硫常以黄铁矿及硫锰矿、褐锰矿等形式产出。硫是冶炼锰时的有害杂质，单在冶炼过程中，硫和锰容易生成硫化锰进入炉渣，因此要求不严。②磷，磷常以磷灰石和胶磷矿形式产出。磷是锰冶炼中的有害元素，它会引起合金钢的冷脆性，降低钢的韧性，对于矿石中的含磷要求，一种是按矿石的总磷含量要求，一种是按磷锰比来要求，一般矿石中每1%的锰，磷含量不超过0.003%~0.005%（0.003%用于锰铁，0.005%适用于硅锰）。③二氧化硅 矿石中二氧化硅的含量越低越好，可以降低熔剂用量，冶炼锰铁时要求二氧化硅不超过10.25%，但是炼硅锰合金时矿石中允许含较高的二氧化硅，一般Mn:SiO2=0.8~1.2,二氧化硅含量可达35%。④三氧化二铝 三氧化二铝在冶炼锰铁时，在一定条件下，可以降低锰的损失，但含量过高会使排渣困难，一般要求三氧化二铝不大于5-10%。⑤铜，铅，锌，锰矿中有时含铜，铅和锌，冶炼是铜还原进入合金，锌进入炉渣或挥发出去，铅泥入炉底，破坏炉衬。锰精矿的质量标准品级Mn/%Mn/FeP/Mn ≥ ≥一品级4070.004二品级2550.005三品级3030.006四品级2520.006五品级18不限不限注：1、各级产品化学组分钟的三项指标应该同时考核，其中若一项不合格，降级处理。2、广西木圭和大新的磷锰比、矿石含水量由供需双方协定。碳酸锰矿粉的质量标准品级Mn不小于 %杂质不大于 %一级品242.5二级品223.0三级品203.5四级品184.0锰矿石的选矿方法我国锰矿绝大多数属于贫矿，必须进行选矿处理。但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，因此给选矿加工带来很大难度。常用的锰矿选矿方法为机械选矿法（选矿，筛分，重选，强磁选和浮选）和特殊选矿法（火法富集，化学选矿法）。①选矿和筛分 锰矿石中一般含有矿泥，这部分矿泥不但影响锰矿物的品位，更重要的是会严重恶化后续选矿（浮选、重选和磁选）的效果。因此在露天开采或含矿泥多情况下，首先必须要洗矿来脱泥矿，洗矿是利用水力冲洗或附加机械擦洗使矿石或泥质分离，它多是作为一种选矿前的预处理作业。常用的洗矿脱泥设备有洗矿筛、圆筒洗矿机、槽式洗矿机、低堰式螺旋分级机、水力旋流器等。碳酸锰矿石大多进行洗矿，一般采用振动筛喷水。筛上产品为洗净的矿，筛下产品经螺旋分级机返砂与筛上产品合并。溢流废弃或进一步回收锰矿物。氧化锰矿石一般采用擦洗较强的双螺旋槽式洗矿机进行一次或多次洗矿。② 重选 重力选矿法是根据各种矿物的密度和粒度不同来进行分选的，由于锰矿石与硅酸盐脉石密度有差异，大多数可采用重选的方法把锰矿物与脉石矿物分选开。锰矿石选矿常用的重选设备有跳汰机，圆锥选矿机，摇床和采用重介质的鼓形分选机、旋流器、振动溜槽等。重选设备分选的粒级范围不同，跳汰机的分选粒度范围是0.5-15mm,螺旋玄机的是0.075-5mm,摇床的是0.04-3mm,在重选前一般要把矿石分成不同的粒级分别选矿，粗粒矿石一般用跳汰机，中粒矿石用圆锥选矿机、螺旋选矿机，细粒矿石用摇床。氧化锰矿如硬锰矿、软锰矿、褐锰矿的密度在4g/立方厘米左右。与硅酸盐脉石密度有显著差异，大多数采用重选方法选别。由于碳酸锰矿石与脉石密度差相对较小，一般跳汰摇床等难以奏效，只有重介质选矿才能起到富集的作用。碳酸锰矿石多采用重介质-强磁选联合流程，前段抛弃围岩，回复地质品位，后段深选。③强磁选 磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物分离的一种方法。它操作简便，无污染，生产成本低，锰矿物具有弱磁性，通过强磁选可以把锰矿物与不同磁性的脉石矿物分离开。④ 浮选 锰矿物有时也会采用浮选的分离方法，不同锰矿物具有不同的可浮性，并不是所有的锰矿物都适合浮选。锰矿物中以菱锰矿的可浮性较好，软锰矿和硬锰矿次之，其他锰矿物特别是锰土可浮性最差。因此，只有对一部分细粒嵌布的菱锰矿和氧化锰矿泥才采用浮选，锰矿石的浮选可采用正浮选和反浮选，目前国内外应用的是阴离子反浮选。阳离子反浮选尚处于试验阶段。⑤ 焙烧磁选 碳酸锰矿石的焙烧，主要是排除二氧化碳挥发物和结晶水，使之变成氧化锰，从而提高锰矿品位。氧化锰矿主要有硬锰矿、黑锰矿和褐锰矿。在这些矿物中，锰一般呈二氧化锰，四氧化三锰，三氧化二锰等高价氧化物形态存在。其中的杂质矿物主要是铁的高价氧化物三氧化二铁。氧化锰矿还原时，矿石中弱磁性的还原为磁性氧化物四氧化三铁，使用磁选机即可将锰和铁分离，提高了锰矿石的锰品位。同时矿物中的高价氧化锰还原为MnO,为采用酸浸进行处理氧化锰矿创造了条件。高硫锰矿石是属于变质的硫锰矿-碳酸锰矿，焙烧的目的是排除二氧化碳和脱硫。碳酸锰矿石焙烧可采用圆窑、竖窑和回转窑设备，圆窑和竖窑适用于焙烧块矿，回转窑适合于处理粉矿。⑥ 火法富集 火法富集也叫富锰渣法，是处理高磷、高铁难选贫锰矿石的一种分选方法。其实质是利用锰、磷、铁的还原温度不同，在高炉或电炉中控制其温度进行选择性分离锰、磷、铁的一种高温分选方法。⑦ 炉外脱磷法 炉外脱磷法是以磷含量较高的锰矿原矿或烧结矿为原料，在电炉内将其炼制成硅锰合金，然后将合金放至炉内外的铁水包内，通过加脱磷剂，再经震荡反应以脱除磷，该方法大致分为两种，其中一种是在还原条件锡下以磷化物的形式脱磷，而另一种是在氧化条件下以磷酸盐的形式脱磷，这两种方法均有其利弊。氧化法较适合工厂的生产条件，而还原法则脱磷率较高，但炉渣会造成环境污染。⑧ 化学选矿法 复杂贫锰矿石的化学处理是从矿石浸出开始，浸出液经除杂得纯净的硫酸锰溶液，用硫酸锰溶液可生产硼酸盐，二氧化锰、电解锰、锰合金、高纯碳酸锰、硫酸锰、碳酸锰、酸式碳酸锰、硝酸锰等多种锰盐产品。其中软锰矿还可以直接加入氢氧化钾制得锰酸钾再电解得高锰酸钾。此外还可以从贫锰矿中直接生产高纯锰盐。锰的化学选矿方法很多，较有发展前途的有连二硫酸盐法、黑锰矿法（焙烧-稀酸选择性浸磷法）和细菌浸锰法、高磷锰矿如何脱磷？针对不同的矿石性质，锰矿石脱磷的主要方法有强磁选、强磁选-反浮选、强磁选-焙烧、强磁选-黑锰矿、还原焙烧-氨浸、炉外脱磷、火法富集和微生物脱磷锰矿浮选捕收剂锰矿浮选一般采用阴离子型捕收剂，常用的有油酸，氧化石蜡皂、塔尔油等。非极性捕收剂如燃料油、煤油、柴油等有时也作为辅助捕收剂和阴离子捕收剂一起使用，以调整泡沫结构，强化疏水作用，提高锰的回收率。锰矿浮选抑制剂锰矿石脉石矿物一般有两类，一类为石英、黏土和绿泥石等硅酸盐矿物；另一类为方解石、白云石等含钙镁矿物，用于锰矿浮选的抑制剂可分为无机和有机两大类，无机抑制剂主要是汇算有和磷酸盐，常用的有水玻璃，六偏磷酸钠，三聚磷酸钠等，有机抑制剂有CMC、单宁、淀粉、糊精等。典型案例一、选矿厂概况广西龙头锰矿位于广西宜州市境内，隶属河池市国有资产监督管理委员会管辖。矿区距黔桂线德胜火车站50km，距金城江45km，距宜州90km，交通方便。(一)发展简史广西龙头锰矿始建于1965年，建矿初期氧化锰矿石资源丰富，以开采氧化锰矿为主，主要分布于碳酸锰露头及边缘部分，面积广，分布零散，经过几年的大量开采，氧化锰逐渐枯竭，根据矿区整体的布置规划，1972年开始井下生产碳酸锰。生产初期，碳酸锰主要是经过焙烧后外销，但品位偏低，加上开采贫化，焙烧入窑品位为14%～15%，焙烧后品位为19%～23%，用作中炭锰铁冶炼。由于成品品位低，外销运费高等原因，生产不正常。1978年起矿山开始进行选矿试验，以提高焙烧矿石入窑品位。经过一年多的研究和试验，1980年自制了SHC-1800型湿式强磁选机，1981年矿山建成了选矿厂，采用了重介质旋流器强磁选联合流程，生产能力为7.5万t/a，由于种种原因，生产不正常，各项技术指标均未达到设计要求，1986年矿山改用单一湿式强磁选流程。1989年因碳酸锰矿石品位低，市场饱和等方面的原因，生产9年之后的矿山磁选厂停产。2002年矿山恢复碳酸锰的开采，2006年对选厂进行技术改造，采用湖南长沙矿冶研究院生产的永磁磁选机取代电磁磁选机，改造后年处理能力为6万t/a，2007年正式生产。目前生产正常，磁选效果佳。(二)水源状况矿区生产、生活用水由在矿区的西南端距矿区5km的八况地下水供给，经两极抽水后，送至标高200m的山上储水池，再供生产生活使用。丰水期允许取水量6000m3/d，枯水期允许取水量3000m3/d。目前矿区每日耗水量为2271m3。另在矿区的南端矿区3km处有可供工业用水的备用水源，但矿区已多年不用。选矿厂每日处理矿量为300t，耗水量350t/d，矿区选厂用水充足。(三)供电系统矿区建矿时，就已形成完整的供电系统，矿部设有35kV总降压站一座，由拉浪电厂供电，总降压站设有50kV，1000kV，2000kV，4000kV变压器各一台，总容量为7050kV。目前，全矿装机容量为9040kV，使用容量为7500kW。二、矿石性质(一)矿床类型及成因矿区地层大部分为石炭系，其次为下二叠统及局部泥盆统，矿层产于下石炭统顶部，定为龙头锰组，其上与中石炭大埔组白云质灰岩假整合接触。矿区构造系一小短轴背斜，轴向NW、SE，矿层大部分分布于南西翼，矿区构造不甚复杂，仅有少数断层，并对矿层影响不大。矿床为古陆边缘浅海还原环境沉积，整个层系生成于海退，沉积矿层时为局部海进并与大量方解石伴生，围岩均为灰岩，无原生氧化物矿带。(二)矿石特性本区锰矿分为原生碳酸锰、次生氧化锰两大类。次生氧化锰矿主要赋存于地表以下10～20mm，原生碳酸锰矿为冶金碳酸锰矿石及含锰灰岩，有用元素(Mn)的存在形态主要是含在碳酸盐矿物之中。主要含锰矿物为锰主解石和含锰方解石，锰矿很少。脉石矿物主要有方解石、石英、玉髓等。矿物的组织结构简单，碳酸盐类含锰矿物呈显微粒状结构，最大颗粒不超过0.005mm。矿石为层状碳酸锰矿，共四层，矿层共厚3m，连夹石共8m，其中第四层矿又分为4个小层，大部分为含锰方解石，含锰品位14%～20%，夹层品位有半数达到3%，矿层与夹石含SiO2均低，含P亦不高，CaO+MgO/SiO2+Al2O3之比值均小于0.95，为较有工业价值的矿石，且以原生矿为主，氧化矿很少，矿石致密与围岩有明显界线，大部分出露在地下水面以上，用坑道开采较为容易。矿体顶板为厚层含锰灰岩，底板为薄层灰岩与薄层软质灰岩互层，属多层薄矿体，分采比较困难，矿层之间夹层为含锰灰岩，矿石密度在2.89～3.17g/cm3之间，夹层密度为2.71～2.74g/cm3，顶、底板密度为2.73～2.74g/cm3。各层锰矿光谱定性、半定量分析，多元素化学分析结果见表1～表8。表1 第一层碳酸盐矿多元素化学分析 %表2 光谱半下量分析 %表3 锰物相分析 %表4 第二、三层碳酸锰矿多元素分析 %表5 光谱半定量 %表6 第四层碳酸锰矿多元素分析 %表7 光谱半定量 %表8 物相分析 %三、采矿(一)采矿方法概述由于矿体的赋存条件简单，采用的采矿方法也较简单。矿体分水平矿体和陡矿体两部分，分四个坑口进行开采，一号坑口为缓倾斜矿体，包括银山背、李家背和观音山上部等三个采区，标高在480～660m，矿体倾角5°～18°。根据地形条件，全部使用平巷-溜井开拓，采用全面法采矿，各个区段均在底板掘进主运输平巷，并用上山划分盘区。盘区长度60m，高度40m，开采顺序为：盘区之间自上而下开采，矿层之间由顶至底开采，采区之间以主运输平巷为中心由远而近开采。二、三、四坑口属急倾斜矿体，矿体赋存标高0～480m，侵蚀其准面标高235m，矿体倾角40°～80°。235m标高以上采用硐开拓运输通风系统，235m标高以下采用斜井-平巷开拓运输通风系统。中段高度为40m，采用浅孔留矿采矿法。矿床开采顺序是采用自上而下的分段开采方法，先采上盘，后采下盘矿体，在同一中段，采用后退式回采，即先采端部矿块，向平硐或主提升斜井方向后退式回采。(二)主要采矿设备见表9。表9 主要采矿设备四、选矿(一)选矿试验龙头碳酸锰矿床属多薄层矿体，矿山在开采氧化锰时不用选矿，在开采碳酸锰时，分采较为困难，由于合采和贫化的原因，矿石必须进行选矿。该种碳酸盐矿物属弱磁性，而脉石矿物主要含锰炭岩属无磁性，故可采用强磁选方法，剔除部分脉石(围岩)，使矿石含锰达到或略高于地质品位。采用矿山自制的SHC-1800型湿式强磁选机进行选矿试验。入选矿石粒度分别为10～0mm和6～0mm。矿山进行了多次选矿试验。试验结果如下：10～0mm矿样不同磁场强度试验结果见表10。不同磁选流程试验结果见表11。表10 龙头碳酸锰10～0mm矿样不同磁场强度试验结果表11 龙头碳酸锰10～0mm同种矿样不同流程试验结果五个不同矿样(6～0mm)磁选流程试验结果见表12。表12 五个不同矿样流程试验(一粗一扫)结果(粒度6～0mm)20～0mm粒级强磁选试验结果见表13。表13 入选粒度20～0mm强磁选试验结果试验表明：粒度在10～0mm时，磁场强度为915.61kA/m，选矿效果最好。考虑到回收率的问题，在相同磁场强度的情况下进行和一次选别和一粗一扫磁选试验。采用一粗一扫流程与一次选别流程相比，金属回收率从72.01%提高到89.24%，含锰品位下降了0.97个百分点。虽然入选粒度在5～0mm时选别效果好，但粒度偏细，不好使用，所以工厂设计时考虑粗粒度。从入选粒度粗，处理量大，设备简单，投资小等方面考虑，1981年采用了重介质旋流器-强磁选联合流程方法建成一座年产7.5万t的选矿厂，工艺流程见图1。1982年～1984年选矿厂各项技术经济指标见表14。图1 重介质旋流器-强磁选联合流程表14 年各项技术经济指标 (%)工艺特点：入选粒度大(20～0mm)，其中20～0mm粒级约占80%左右，这样大部分矿样均能用重介质旋流哭处理，因此采用本试验流程，不但在技术上符合早收、粗收、避免过粉碎的原则，且具有设备简单，容易制造，处理量大，上马快，工艺设备可靠，投资省的优点。年，每年处理原矿8000t左右，没有达到设计能力。每天只开一个班，而开机后要花很长时间去调试介质比重，因而造成劳动力消耗大，选矿加工费高等后果，另外设备磨损快，砂泵事故多。1985年后停止采用重介质-强磁选工艺流程。考虑到实际生产能力小，1986年矿山选矿采用单一强磁选流程。至2006年底，矿山碳酸锰储量为150万t，生产能力为9万t/a，随着开采深度增加，品位越来越，必须恢复选厂选矿生产，由于原来选厂生产能耗大，设备故障多，技术不成熟等原因，矿山对选厂进行了技术改造。(二)破碎筛分出井矿石用矿车拉至矿场，矿石一般在350mm以下，用装载机堆放矿仓，由皮带运输机送入颚式破碎机，经皮带机送至振动筛、筛分为10～0mm和10mm以上。筛下(10mm～0)的矿石经皮带机送至选矿矿仓，筛上(10mm以上)矿石经皮带机送回颚式破碎机。破碎筛分流程见图2。图2 破碎筛分流程(三)选矿工艺经过筛分后矿石粒度控制在10mm以下，进入选矿矿仓，经漏斗进入1号磁选机和2号磁选机，选出的精矿经皮带运输机送至精矿场地，尾矿经皮带运输机送至3号磁选机DPMS-300mm×1800mm，选出的精矿经皮带运输机送至精矿场地，尾帮经皮带运输机送至尾矿渣场。选矿工艺流程见图3。破碎筛分、选矿工艺流程使用的设备见表15。图3 选矿工艺流程表15 选厂设备及性能(四)历年选矿生产主要经济指标2007年选矿主要技术经济指标见表16。表16 2007年选矿主要技术经济指标五、尾矿综合利用及环境保护目前，矿山每年生产约2万多吨的尾矿暂无回收利用，在选矿厂附近构筑一座尾矿渣场，尾矿渣场布置在磁选厂附近的山沟里，总坝高为10m，总库容约21万m3，服务年限约11.75a，可满足矿山选矿排出尾矿量临时堆存的需要。六、选矿厂工艺特点(一)工艺流程先进、设备简单、投资少、上马快、回收期短。(二)工艺流程改进：重介质旋流器-强磁选联合流程-单一电磁湿式强磁流程-单一永磁湿式强磁流程，经过多年的改造，工艺流程简单、技术先进、成本不断降低。(三)机械性能稳定，处理量大、磁选效果好。本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。矿业百科百家号最近更新：简介:矿业百科，服务矿业人作者最新文章相关文章