一种从低品位炭质锰矿中回收锰和炭的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从低品位炭质锰矿中回收锰和炭的方法，采用磁选富集锰、浮选回收炭的联合工艺，达到炭质和锰矿高效分离回收的目的，属于选矿技术领域。
【背景技术】
[0002]锰是一种重要的战略金属，广泛应用于生产钢、锰铁、非铁合金、干电池、油漆和其他化学品等。我国锰矿资源比较丰富，储量位居世界前列，但存在“贫、杂、细”等特点。贫锰矿储量占全国锰储量的93.6%，而其中绝大多数因品位低、嵌布粒度细、杂质多等特点，需要通过选矿处理才能实现“贫变富”和经济利用。
[0003]目前，处理低品位锰矿石的主要方法有重选、磁选、浮选和化学选矿。其中磁选由于操作简单、控制方便、适应性强、对环境友好等优点，成为我国选别锰矿石应用最广泛、成效最大的选矿方法。
[0004]低品位炭质锰矿在湖南、贵州和广西等地区储量丰富，但由于锰、炭含量低、泥化程度高、杂质多等原因一直未实现锰和炭的高效回收。中国专利CN102580858A (钟宏，刘广义，王帅，曹占芳，一种从炭质菱锰矿中回收碳酸锰的组合捕收剂及其浮选方法，CN102580858A，2012-07-18)先采用至少含有邻苯二甲酯、烃类油和高碳含氧有机物三种成分的炭质组合捕收剂浮选脱炭，然后采用至少含有烃基羧酸、烃基磺酸(或烃基硫酸)和烃基羟肟酸三种成分的菱锰矿组合捕收剂浮选回收碳酸锰。该专利采用单一浮选法回收炭和锰，存在一定的弊端，即浮选获得的炭质精矿中常含有4%以上的锰，易造成后续的锰精矿回收率降低。中国专利CN101733194A(孙伟，黄红军，胡岳华，张刚，一种低品位碳酸锰矿石的选矿方法，CN101733194A, 2010-06-16)采用粗细分级粗粒磁选细粒浮选工艺，回收品位低于10%的碳酸锰矿。它利用磁-浮流程有效回收了碳酸锰，但未对锰矿中的炭质成分进行回收处理，造成资源浪费。目前鲜见从低品位炭质锰矿中综合回收锰矿和炭质的报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种从低品位炭质锰矿中回收锰和炭的方法，采用磁选富集锰、浮选回收炭的联合工艺，并采用合理的工艺条件和药剂制度，实现炭质与锰矿的高效分离回收。本发明的基本原理是利用碳酸锰矿与炭质、硅酸盐矿物、石英之间的磁性差异，首先将碳酸锰矿经高梯度磁选机磁选分离出来，然后利用炭质的表面疏水性质，采用油类捕收剂将之浮选回收。
[0006]本发明通过以下步骤实现:
a.将粒径为-2mm的矿石入球磨机中，加水进行湿式磨矿，控制磨矿浓度为45%~55%，磨矿细度为-0.074mm质量占91%以上。
[0007]b.在上述细磨后的矿浆中，边搅拌边加入20~40克/吨矿的分散剂，使矿浆中矿物粒子充分分散后，经高梯度磁选机进行磁选，调节磁场强度、控制冲洗水流量，分离得到猛磁精矿和非磁性尾矿。其中磁选作业之前添加一定量的有机分散剂，作用在于强化磁选效果，提高锰磁精矿的品位和回收率。
[0008]c.向非磁性的尾矿浆中，依次加入60~100克/吨的六偏磷酸钠为分散剂，1200-1800克/吨的水玻璃作为抑制剂，搅拌3~5min，再加入110~140克/吨的炭质捕收剂和15~40克/吨矿的起泡剂，在浮选机中进行泡沫浮选，得到炭质精矿泡沫产品。
[0009]所述的步骤b中加入的分散剂为羧甲基纤维素钠或聚丙烯酰胺，或者羧甲基纤维素钠和聚丙烯酰胺的混合物。
[0010]所述的步骤C中加入的炭质捕收剂为洗煤油、柴油和仲辛醇的组合捕收剂，洗煤油、柴油和仲辛醇的体积比为1~2.5:1-2.5:3~5。
[0011]所述的步骤c中炭质浮选作业采用“一次粗选一次扫选三次精选、中矿顺序返回”流程。
[0012]本发明采用添加有机分散剂强化磁选和组合油类捕收剂选择性浮炭的方法，处理锰品位低于10%的炭质锰矿，有效解决了贫锰矿磁选回收率低、锰精矿品位低以及从锰矿中难以回收炭质等技术问题。本发明利用羧甲基纤维素钠或聚丙烯酰胺等有机分散剂强化锰矿磁选，其作用原理是通过高分子聚合物在矿粒表面形成的吸附层，产生并强化空间位阻效应，使颗粒间产生强位阻排斥力，从而有利于磁选过程中磁性矿物与脉石矿物的分离。此外，本发明针对固定碳含量低而灰分高的炭质，采用选择捕收性能优良、价格低廉的洗煤油和柴油，与起泡性能强的仲辛醇按一定比例混合配制，所得组合捕收剂的选择性和捕收能力都增强，从而可大大减少浮选药剂用量。总之，与现有的粗细分级磁选或浮选方法回收锰矿相比，本发明具有操作简便、成本低、效果较佳的特点；与现有的选煤浮炭捕收剂相比，组合油类捕收剂对贫锰矿中炭质的选择性更好、捕收能力更强，且具有药剂用量低、而炭质回收率高的特点。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的基本工艺流程。
【具体实施方式】
[0014]本发明由下列实施例进一步说明，但不受这些实施例的限制。实施例中所有百分数除另有规定外均指质量。
[0015]实施例1
某低品位炭质锰矿，含锰8.11%、铁3.41%、硅23.40%、钙12.02%、镁1.06%、铝5.53%和炭9.86%。将粒径为_2mm的矿样碎磨至-0.074mm占91%，获得细磨矿浆，然后边搅拌边加入40克/吨矿的羧甲基纤维素钠(以浓度0.1%的溶液形式加入)，强搅拌30min后，经高梯度磁选机进行磁选，控制磁场强度为12000高斯，冲洗水流量为3.5L/min。磁选分离得到含锰25.22%的锰磁精矿，且锰回收率为80.41%。然后对非磁性尾矿进行炭质浮选试验。浮选过程中，加入分散剂100克/吨六偏磷酸钠；抑制剂为1200克/吨水玻璃；捕收剂为洗煤油、柴油和仲辛醇的组合捕收剂(洗煤油、柴油和仲辛醇的体积比为1:2:3)，用量为120克/吨；起泡剂为甲基异丁基甲醇(MIBC)，用量为15克/吨。经“一次粗选一次扫选三次精选、中矿顺序返回”流程，浮选得到固定碳品位为33.60%、回收率为81.32%的炭质精矿。
[0016]实施例2 某低品位炭质锰矿，含锰9.63%、铁3.34%、硅23.18%、钙8.01%、镁1.07%、铝4.13%和炭9.37%。将粒径为_2mm的矿样碎磨至-0.074mm占91%，获得细磨矿浆，然后边搅拌边加入35克/吨矿的聚丙烯酰胺(以浓度0.1%的溶液形式加入)，强搅拌30min后，经高梯度磁选机进行磁选，控制磁场强度为11000高斯，冲洗水流量为3L/min。磁选分离得到含锰26.82%的锰磁精矿，且锰回收率为81.20%。然后对非磁性尾矿进行炭质浮选试验。浮选过程中，力口入分散剂90克/吨六偏磷酸钠；抑制剂为1200克/吨水玻璃；捕收剂为洗煤油、柴油和仲辛醇的组合捕收剂(洗煤油、柴油和仲辛醇的体积比为2:2.5:5)，用量为140克/吨；起泡剂为甲基异丁基甲醇(MIBC)，用量为20克/吨。经“一次粗选一次扫选三次精选、中矿顺序返回”流程，浮选得到固定碳品位为33.24%、回收率为80.75%的炭质精矿。
[0017]实施例3
某低品位炭质锰矿，含锰8.42%、铁2.16%、硅24.81%、钙4.25%、镁1.23%、铝7.21%和炭
8.56%。将粒径为_2mm的矿样碎磨至-0.074mm占91%，获得细磨矿浆，然后边搅拌边加入20克/吨矿的羧甲基纤维素钠与聚丙烯酰胺的混合物(以浓度0.1%的溶液形式加入)，强搅拌30min后，经高梯度磁选机进行磁选，控制磁场强度为10000高斯，冲洗水流量为3L/min。磁选分离得到含锰25.67%的锰磁精矿，且锰回收率为80.16%。然后对非磁性尾矿进行炭质浮选试验。浮选过程中，加入分散剂80克/吨六偏磷酸钠；抑制剂为1500克/吨水玻璃；捕收剂为洗煤油、柴油和仲辛醇的组合捕收剂(洗煤油、柴油和仲辛醇的体积比为1: 1:3 )，用量为110克/吨；起泡剂为甲基异丁基甲醇(MIBC)，用量为40克/吨。经“一次粗选一次扫选三次精选、中矿顺序返回”流程，浮选得到固定碳品位为33.02%、回收率为80.17%的炭质精矿。
[0018]实施例4
某低品位炭质锰矿，含锰9.27%、铁3.20%、硅34.65%、钙9.32%、镁1.73%、铝2.70%和炭9.22%。将粒径为_2mm的矿样碎磨至-0.074mm占91%，获得细磨矿浆，然后边搅拌边加入30克/吨矿的羧甲基纤维素钠与聚丙烯酰胺的混合物(以浓度0.1%的溶液形式加入)，强搅拌30min后，经高梯度磁选机进行磁选，控制磁场强度为9000高斯，冲洗水流量为2.5L/min。磁选分离得到含锰26.02%的锰磁精矿，且锰回收率为80.79%。然后对非磁性尾矿进行炭质浮选试验。浮选过程中，加入分散剂60克/吨六偏磷酸钠；抑制剂为1800克/吨水玻璃；捕收剂为洗煤油、柴油和仲辛醇的组合捕收剂(洗煤油、柴油和仲辛醇的体积比为
2.5:2.5:4)，用量为130克/吨；起泡剂为甲基异丁基甲醇(MIBC)，用量为25克/吨。经“一次粗选一次扫选三次精选、中矿顺序返回”流程，浮选得到固定碳品位为33.14%、回收率为80.42%的炭质精矿。
【主权项】
1.一种从低品位炭质锰矿中回收锰和炭的方法，其特征在于包括以下步骤: 将粒径为-2mm的矿石入球磨机中，加水进行湿式磨矿，控制磨矿浓度为45%~55%，磨矿细度为-0.074mm质量占91%以上； 在上述细磨后的矿浆中，边搅拌边加入20~40克/吨矿的分散剂，使矿浆中矿物粒子充分分散后，经高梯度磁选机进行磁选，调节磁场强度9000~12000高斯、控制冲洗水流量2.5-3.5 L/min，分离得到锰磁精矿和非磁性尾矿； 向非磁性的尾矿浆中，依次加入60~100克/吨的六偏磷酸钠为分散剂，1200-1800克/吨的水玻璃作为抑制剂，搅拌3~5min，再加入110~140克/吨的炭质捕收剂和15~40克/吨矿的起泡剂，在浮选机中进行泡沫浮选，得到炭质精矿泡沫产品。
2.根据权利要求1所述的从低品位炭质锰矿中回收锰和炭的方法，其特征在于:所述的步骤b中加入的分散剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺或它们二者的混合物。
3.根据权利要求1所述的从低品位炭质锰矿中回收锰和炭的方法，其特征在于:所述的步骤c中加入的炭质捕收剂为洗煤油、柴油和仲辛醇的组合捕收剂，洗煤油、柴油和仲辛醇的体积比为1~2.5:1-2.5:3~5。
4.根据权利要求1所述的从低品位炭质锰矿中回收锰和炭的方法，其特征在于:所述的步骤c中炭质浮选作业采用“一次粗选一次扫选三次精选、中矿顺序返回”流程。
【专利摘要】本发明公开了一种从低品位炭质锰矿中回收锰和炭的方法，先将粒径为-2mm的矿石入球磨机中，加水进行湿式磨矿，控制磨矿浓度为45%~55%，磨矿细度为-0.074mm质量占91%以上；加入20~40克/吨矿的分散剂，经高梯度磁选机进行磁选，最后向非磁性的尾矿浆中加入分散剂、抑制剂和起泡剂，得到炭质精矿泡沫产品。本发明获得锰品位达25%的锰磁精矿和固定炭品位为33%的炭质精矿，且相应的锰和固定炭回收率均达到80%以上。有效地解决了含Mn10%以下炭质锰矿回收利用难的问题，实现了锰和炭质共同回收的目标，流程简单、成本低、品位和回收率高。
【IPC分类】B03B7-00
【公开号】CN104646173
【申请号】CN201510049470
【发明人】刘有才, 林清泉, 顾帼华, 王晖, 符剑刚, 彭彬江, 吴洁, 陈钰
【申请人】中南大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月31日