[发明专利]灰质氧化锰矿选矿工艺及其设备

说明书

本发明属于原材料的预处理，具体涉及锰矿石的选矿技术。

锰矿是钢铁工业的必须原料。我国锰矿储量居世界前列，为满足我国钢铁工业的发展提供了必要的资源基础；但贫矿多，富矿少，难选矿多，易选矿少又是我国锰矿资源的一大特点，这就给我国锰矿石的加工利用带了很大困难。国内外针对各类型的锰矿石资源，采用焙烧、重选、浮选、强磁选、化学浸提和重介质旋流分选等多种技术手段来富集锰矿物，以达选矿的目的。在国内外的现技术中，采用焙烧法主要用于碳酸锰矿的脱气(排出CO₂)：此外，焙烧法还用于不适合浮选的氧化锰矿(如硬锰矿)高温还原矿物相转化，以便继后进行浮选。例如，前苏联在《Fiz-Khim.osn.Metall.Margantsa》[Mater.Vses.Sovesh--ch.]Ist.1975(Pub.1977)，222-7(俄文)上载文披露：将难于浮选的硬锰矿先在900～1000℃进行焙烧，使之转化为容易浮选的黑锰矿，再进行浮选，最终获得含40～42.5％Mn和0.05～0.07％P的富锰矿物，锰的回收率为70～72％(CA88：124412X)。而采用焙烧法作为改变灰质氧化锰矿中的脉石矿物(无用组分)性态的技术手段，在国内外还未见文献报导。在1992年《中国锰业》第1期16～20页上发表有一篇“斗南锰矿选矿工艺流程的确定”的论文，介绍了采用强磁选法对灰质氧化锰矿进行选矿的技术，它与重选法和浮选法相比，具有流程简单，耗电耗水省，易于操作等优点，是我国九十年代锰矿选矿方法的最新成果。但在现有技术中，无论是重选、浮选、强磁选、化学浸提和重介质旋流分选，都是以提取其中有用组分-锰矿物为主导思想，而且都必须用水作介质或增补其它高密度介质进行选矿作业。采用不需用水或不增补其它介质的风选技术来进行锰矿石的选矿作业，未见有文献报导。另外，现有的选矿技术，原矿至少要经过矿石的粗破、中破和细破三个阶段的破碎过程，，有的还需进行球磨或棒磨，势必造成设备庞大，投资高等弊端。

本发明的目的在于：针对难选贫锰矿-灰质氧化锰矿，探索不经中破细破和磨矿流程，容易推广实施，不需用水或不增补其它介质的焙烧风选工艺新型选矿方法，以便充分利用贫锰矿资源，高效益地获取富锰矿。

本发明的技术总体构思是：灰质氧化锰矿中的无用组分-脉石，以方解石(CaCO₃)为主要成分；而有用组分-锰矿物，是以锰的氧化物或氢氧化物的形式存在；鉴于此，可利用灰质氧化锰矿中有用组分和无用组分在特定状态下的物料粒度差、密度差和在空气中悬浮时间差的物理特性，改传统选矿技术的从原矿中提取有用组分的思维模式，为从原矿中剔选出无用组的逆向思维模式。

本发明的目的用原矿焙烧、干式消解和筛分风选三个过程来实现的。

一、原矿焙烧：

将粒度为1～200mm(10mm以下≤10％)的灰质氧化锰原矿，按矿煤比1∶0.07～0.25置于竖窑中，在760～1200℃焙烧5～8小时，在此温度范围锰氧化物稳定不熔而使CaCO₃完全分解为CaO和CO₂。

二、干式消解：

将焙烧后的矿料冷却出炉，摊置于消解场让其自然消解24～72小时，使至少90％CaO消解成Ca(OH)₂粉末，同时使锰矿物自然剥离出来。经检测，Ca(OH)₂粉末的自然粒度在0.02～0.07mm范围(多数为0.03～0.05mm)；而锰矿物的自然粒度在0.10～1.6mm范围(多数为0.3～0.8mm)。这样，原矿经上述两个过程处理后使有用组分和无用组分的粒度差拉大近十倍，利于后处理加工。

三、筛分风选：

据资料查证，锰氧化物的真密度为4.7～5.26g/cm³，而Ca(OH)₂的真密度为2.24g/cm³，堆积密度为0.55g/cm³，二者密度差甚大；常温常压下球形颗粒在空气中的沉降速度，20um粒度的Ca(OH)₂为0.5cm/s而200um粒度的锰氧化物为150cm/s，即说明二者在空气中的悬浮时间差也甚大。原矿经焙烧、消解处理后所导致的有用组分和无用组分显著的粒度差、密度差和在空气中的悬浮时间差，为进行筛分风选剔除无用组分创造了良好的必备条件。