我國錳礦絕大多數(shù)屬于貧礦，必須進(jìn)行選礦處理。但由于多數(shù)錳礦石屬細(xì)?；蛭⒓?xì)粒嵌布，并有相當(dāng)數(shù)量的高磷礦、高鐵礦和共(伴)生有益金屬，因此給選礦加工帶來很大難度。目前，常用的錳礦選礦方法為機(jī)械選(包括洗礦、篩分、重選、強(qiáng)磁選和浮選)，以及火法富集、化學(xué)選礦法等。

1.洗礦和篩分

洗礦是利用水力沖洗或附加機(jī)械擦洗使礦石與泥質(zhì)分離。常用設(shè)備有洗礦篩、圓筒洗礦機(jī)和槽式洗礦機(jī)。洗礦作業(yè)常與篩分伴隨，如在振動(dòng)篩上直接沖水清洗或?qū)⑾吹V機(jī)獲得的礦砂(凈礦)送振動(dòng)篩篩分。篩分可作為獨(dú)立作業(yè)，分出不同粒度和品位的產(chǎn)品供給不同用途使用。

2.重選

目前重選只用于選別結(jié)構(gòu)簡單、嵌布粒度較粗的錳礦石，特別適用于密度較大的氧化錳礦石。常用方法有重介質(zhì)選礦、跳汰選礦和搖床選礦。

目前我國處理氧化錳礦的工藝流程，一般是將礦石破碎至6～0mm 或10～0mm，然后進(jìn)行分組，粗級(jí)別的進(jìn)行跳汰，細(xì)級(jí)別的送搖床選。設(shè)備多為哈茲式往復(fù)型跳汰機(jī)和6-S型搖床。

3.強(qiáng)磁選

錳礦物屬弱磁性礦物〔比磁化系數(shù)X=10×10-6～600×10-6cm3/g〕，在磁場(chǎng)強(qiáng)度 Ho=800～1600kA/m(10000～20000oe)的強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)中可以得到回收，一般能提高錳品位4%～10%。由于磁選的操作簡單，易于控制，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種錳礦石選別，近年來已在錳礦選礦中占主導(dǎo)地位。各種新型的粗、中、細(xì)粒強(qiáng)磁機(jī)陸續(xù)研制成功。目前，國內(nèi)錳礦應(yīng)用.普遍的是中粒強(qiáng)磁選機(jī)，粗粒和細(xì)粒強(qiáng)磁選機(jī)也逐漸得到應(yīng)用，微細(xì)粒強(qiáng)磁選機(jī)尚處于試驗(yàn)階段。

4.重-磁選

目前國內(nèi)已新建和改建成的重-磁選廠有福建連城，廣西龍頭、靖西和下雷等錳礦。如連城錳礦重-磁選廠，主要處理淋濾型氧化錳礦石，采用 AM-30型跳汰機(jī)處理30～3mm的洗凈礦，可獲得含錳40%以上的**錳精礦，再經(jīng)手選除雜后，可作為電池錳粉原料。跳汰尾礦和小于3mm 洗凈礦徑磨至小于1m 后，用強(qiáng)磁選機(jī)選別，錳精礦品位要提高24%～25%，達(dá)到36%～40%。

5.強(qiáng)磁-浮選

目前采用強(qiáng)磁-浮選工藝僅有遵義錳礦。該礦是以碳酸錳礦為主的低錳、低磷、高鐵錳礦。據(jù)工業(yè)試驗(yàn)，磨礦流程采用棒磨-球磨階段磨礦，設(shè)備規(guī)模均為φ 2100mm×3000mm 濕式磨礦機(jī)。強(qiáng)磁選采用 shp-2000型強(qiáng)磁機(jī)，浮選機(jī)主要用 CHF 型充氣式浮選機(jī)。經(jīng)過多年生產(chǎn)的考驗(yàn)，性能良好，很適合于遵義錳選礦應(yīng)用。強(qiáng)磁-浮選工藝流程試驗(yàn)成功并在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，標(biāo)志著我國錳礦的深選已經(jīng)向前邁進(jìn)了一大步。

6.火法富集

錳礦石的火法富集，是處理高磷、高鐵難選貧錳礦石一種分選方法，一般稱為富錳渣法。其實(shí)質(zhì)是利用錳、磷、鐵的還原溫度不同，在高爐或電爐中控制其溫度進(jìn)行選擇性分離錳、磷、鐵的一種高溫分選方法。

我國采用火法富集已有近40年的歷史，1959年湖南邵陽資江鐵廠在9.4m3小高爐上進(jìn)行試驗(yàn)，并獲得初步結(jié)果。隨后，1962年上海鐵合金廠和石景山鋼鐵廠分別在高爐冶煉出富錳渣。1975年湖南瑪瑙山錳礦高爐不但煉出富錳渣，同時(shí)還在爐底回收了鉛、銀和生鐵(俗稱半鋼)，為綜合利用提供依據(jù)。進(jìn)入80年代以后，富錳渣生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，先后在湖南、湖北、廣東、廣西、江西、遼寧、吉林等地都發(fā)展了富錳渣生產(chǎn)。

火法富集工藝簡單、生產(chǎn)穩(wěn)定，能有效地將礦石中的鐵、磷分離出去，而獲得富錳、低鐵、低磷富錳渣，這種富錳渣一般含 Mn35%～45%，Mn/Fe12～38，P/Mn<0.002，是一種**錳系合金原料，同時(shí)也是一般天然富錳礦很難時(shí)達(dá)到上述3個(gè)指標(biāo)的人造富礦。因此，火法富集對(duì)于我國高磷高鐵低錳難選礦而言，是很有前途的一種選礦方法。

7.化學(xué)選錳法

錳的化學(xué)選礦很多，我國進(jìn)行了大量研究工作，其中試驗(yàn)較多，較有發(fā)展前途的是：連二硫酸鹽法、黑錳礦法和細(xì)菌浸錳法。目前尚未付諸工業(yè)生產(chǎn)。

實(shí)   例

一、選礦廠概況

廣西龍頭錳礦位于廣西宜州市境內(nèi)，隸屬河池市國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)管轄。礦區(qū)距黔桂線德勝火車站50km，距金城江45km，距宜州90km，交通方便。

(一)發(fā)展簡史

廣西龍頭錳礦始建于1965年，建礦初期氧化錳礦石資源豐富，以開采氧化錳礦為主，主要分布于碳酸錳露頭及邊緣部分，面積廣，分布零散，經(jīng)過幾年的大量開采，氧化錳逐漸枯竭，根據(jù)礦區(qū)整體的布置規(guī)劃，1972年開始井下生產(chǎn)碳酸錳。生產(chǎn)初期，碳酸錳主要是經(jīng)過焙燒后外銷，但品位偏低，加上開采貧化，焙燒入窯品位為14%～15%，焙燒后品位為19%～23%，用作中炭錳鐵冶煉。

由于成品品位低，外銷運(yùn)費(fèi)高等原因，生產(chǎn)不正常。1978年起礦山開始進(jìn)行選礦試驗(yàn)，以提高焙燒礦石入窯品位。經(jīng)過一年多的研究和試驗(yàn)，1980年自制了SHC-1800型濕式強(qiáng)磁選機(jī)，1981年礦山建成了選礦廠，采用了重介質(zhì)旋流器強(qiáng)磁選聯(lián)合流程，生產(chǎn)能力為7.5萬t/a，由于種種原因，生產(chǎn)不正常，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，1986年礦山改用單一濕式強(qiáng)磁選流程。

1989年因碳酸錳礦石品位低，市場(chǎng)飽和等方面的原因，生產(chǎn)9年之后的礦山磁選廠停產(chǎn)。2002年礦山恢復(fù)碳酸錳的開采，2006年對(duì)選廠進(jìn)行技術(shù)改造，采用湖南長沙礦冶研究院生產(chǎn)的永磁磁選機(jī)取代電磁磁選機(jī)，改造后年處理能力為6萬t/a，2007年正式生產(chǎn)。目前生產(chǎn)正常，磁選效果佳。

(二)水源狀況

礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水由在礦區(qū)的西南端距礦區(qū)5km的八況地下水供給，經(jīng)兩極抽水后，送至標(biāo)高200m的山上儲(chǔ)水池，再供生產(chǎn)生活使用。豐水期允許取水量6000m3/d，枯水期允許取水量3000m3/d。目前礦區(qū)每日耗水量為2271m3。另在礦區(qū)的南端礦區(qū)3km處有可供工業(yè)用水的備用水源，但礦區(qū)已多年不用。

選礦廠每日處理礦量為300t，耗水量350t/d，礦區(qū)選廠用水充足。

(三)供電系統(tǒng)

礦區(qū)建礦時(shí)，就已形成完整的供電系統(tǒng)，礦部設(shè)有35kV總降壓站一座，由拉浪電廠供電，總降壓站設(shè)有50kV，1000kV，2000kV，4000kV變壓器各一臺(tái)，總?cè)萘繛?050kV。目前，全礦裝機(jī)容量為9040kV，使用容量為7500kW。

二、礦石性質(zhì)

(一)礦床類型及成因

礦區(qū)地層大部分為石炭系，其次為下二疊統(tǒng)及局部泥盆統(tǒng)，礦層產(chǎn)于下石炭統(tǒng)頂部，定為龍頭錳組，其上與中石炭大埔組白云質(zhì)灰?guī)r假整合接觸。礦區(qū)構(gòu)造系一小短軸背斜，軸向NW、SE，礦層大部分分布于南西翼，礦區(qū)構(gòu)造不甚復(fù)雜，僅有少數(shù)斷層，并對(duì)礦層影響不大。

礦床為古陸邊緣淺海還原環(huán)境沉積，整個(gè)層系生成于海退，沉積礦層時(shí)為局部海進(jìn)并與大量方解石伴生，圍巖均為灰?guī)r，無原生氧化物礦帶。

(二)礦石特性

本區(qū)錳礦分為原生碳酸錳、次生氧化錳兩大類。次生氧化錳礦主要賦存于地表以下10～20mm，原生碳酸錳礦為冶金碳酸錳礦石及含錳灰?guī)r，有用元素(Mn)的存在形態(tài)主要是含在碳酸鹽礦物之中。主要含錳礦物為錳主解石和含錳方解石，錳礦很少。脈石礦物主要有方解石、石英、玉髓等。

礦物的組織結(jié)構(gòu)簡單，碳酸鹽類含錳礦物呈顯微粒狀結(jié)構(gòu)，.大顆粒不超過0.005mm。礦石為層狀碳酸錳礦，共四層，礦層共厚3m，連夾石共8m，其中第四層礦又分為4個(gè)小層，大部分為含錳方解石，含錳品位14%～20%，夾層品位有半數(shù)達(dá)到3%，礦層與夾石含SiO2均低，含P亦不高，CaO+MgO/SiO2+Al2O3之比值均小于0.95，為較有工業(yè)價(jià)值的礦石，且以原生礦為主，氧化礦很少，礦石致密與圍巖有明顯界線，大部分出露在地下水面以上，用坑道開采較為容易。

礦體頂板為厚層含錳灰?guī)r，底板為薄層灰?guī)r與薄層軟質(zhì)灰?guī)r互層，屬多層薄礦體，分采比較困難，礦層之間夾層為含錳灰?guī)r，礦石密度在2.89～3.17g/cm3之間，夾層密度為2.71～2.74g/cm3，頂、底板密度為2.73～2.74g/cm3。

各層錳礦光譜定性、半定量分析，多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1～表8。

表1 ..層碳酸鹽礦多元素化學(xué)分析 %

表2 光譜半下量分析 %

表3 錳物相分析 %

表4 第二、三層碳酸錳礦多元素分析 %

表5 光譜半定量 %

表6 第四層碳酸錳礦多元素分析 %

表7 光譜半定量 %

表8 物相分析 %

三、采礦

(一)采礦方法概述

由于礦體的賦存條件簡單，采用的采礦方法也較簡單。礦體分水平礦體和陡礦體兩部分，分四個(gè)坑口進(jìn)行開采，一號(hào)坑口為緩傾斜礦體，包括銀山背、李家背和觀音山上部等三個(gè)采區(qū)，標(biāo)高在480～660m，礦體傾角5°～18°。

根據(jù)地形條件，全部使用平巷-溜井開拓，采用全面法采礦，各個(gè)區(qū)段均在底板掘進(jìn)主運(yùn)輸平巷，并用上山劃分盤區(qū)。盤區(qū)長度60m，高度40m，開采順序?yàn)椋罕P區(qū)之間自上而下開采，礦層之間由頂至底開采，采區(qū)之間以主運(yùn)輸平巷為中心由遠(yuǎn)而近開采。二、三、四坑口屬急傾斜礦體，礦體賦存標(biāo)高0～480m，侵蝕其準(zhǔn)面標(biāo)高235m，礦體傾角40°～80°。

235m標(biāo)高以上采用硐開拓運(yùn)輸通風(fēng)系統(tǒng)，235m標(biāo)高以下采用斜井-平巷開拓運(yùn)輸通風(fēng)系統(tǒng)。中段高度為40m，采用淺孔留礦采礦法。礦床開采順序是采用自上而下的分段開采方法，先采上盤，后采下盤礦體，在同一中段，采用后退式回采，即先采端部礦塊，向平硐或主提升斜井方向后退式回采。

(二)主要采礦設(shè)備見表9。

表9 主要采礦設(shè)備

四、選礦

(一)選礦試驗(yàn)

龍頭碳酸錳礦床屬多薄層礦體，礦山在開采氧化錳時(shí)不用選礦，在開采碳酸錳時(shí)，分采較為困難，由于合采和貧化的原因，礦石必須進(jìn)行選礦。該種碳酸鹽礦物屬弱磁性，而脈石礦物主要含錳炭巖屬無磁性，故可采用強(qiáng)磁選方法，剔除部分脈石(圍巖)，使礦石含錳達(dá)到或略高于地質(zhì)品位。

采用礦山自制的SHC-1800型濕式強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行選礦試驗(yàn)。入選礦石粒度分別為10～0mm和6～0mm。礦山進(jìn)行了多次選礦試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如下：10～0mm礦樣不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表10。不同磁選流程試驗(yàn)結(jié)果見表11。

表10 龍頭碳酸錳10～0mm礦樣不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

表11 龍頭碳酸錳10～0mm同種礦樣不同流程試驗(yàn)結(jié)果

五個(gè)不同礦樣(6～0mm)磁選流程試驗(yàn)結(jié)果見表12。

表12 五個(gè)不同礦樣流程試驗(yàn)(一粗一掃)結(jié)果(粒度6～0mm)

20～0mm粒級(jí)強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果見表13。

表13 入選粒度20～0mm強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)表明：粒度在10～0mm時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為915.61kA/m，選礦效果.好。

考慮到回收率的問題，在相同磁場(chǎng)強(qiáng)度的情況下進(jìn)行和一次選別和一粗一掃磁選試驗(yàn)。采用一粗一掃流程與一次選別流程相比，金屬回收率從72.01%提高到89.24%，含錳品位下降了0.97個(gè)百分點(diǎn)。雖然入選粒度在5～0mm時(shí)選別效果好，但粒度偏細(xì)，不好使用，所以工廠設(shè)計(jì)時(shí)考慮粗粒度。

從入選粒度粗，處理量大，設(shè)備簡單，投資小等方面考慮，1981年采用了重介質(zhì)旋流器-強(qiáng)磁選聯(lián)合流程方法建成一座年產(chǎn)7.5萬t的選礦廠，工藝流程見圖1。1982年～1984年選礦廠各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表14。

圖1 重介質(zhì)旋流器-強(qiáng)磁選聯(lián)合流程

表14 1982～1984年各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) (%)

工藝特點(diǎn)：入選粒度大(20～0mm)，其中20～0mm粒級(jí)約占80%左右，這樣大部分礦樣均能用重介質(zhì)旋流哭處理，因此采用本試驗(yàn)流程，不但在技術(shù)上符合早收、粗收、避免過粉碎的原則，且具有設(shè)備簡單，容易制造，處理量大，上馬快，工藝設(shè)備可靠，投資省的優(yōu)點(diǎn)。

1982～1984年，每年處理原礦8000t左右，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)能力。每天只開一個(gè)班，而開機(jī)后要花很長時(shí)間去調(diào)試介質(zhì)比重，因而造成勞動(dòng)力消耗大，選礦加工費(fèi)高等后果，另外設(shè)備磨損快，砂泵事故多。1985年后停止采用重介質(zhì)-強(qiáng)磁選工藝流程?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)能力小，1986年礦山選礦采用單一強(qiáng)磁選流程。

至2006年底，礦山碳酸錳儲(chǔ)量為150萬t，生產(chǎn)能力為9萬t/a，隨著開采深度增加，品位越來越，必須恢復(fù)選廠選礦生產(chǎn)，由于原來選廠生產(chǎn)能耗大，設(shè)備故障多，技術(shù)不成熟等原因，礦山對(duì)選廠進(jìn)行了技術(shù)改造。

(二)破碎篩分

出井礦石用礦車?yán)恋V場(chǎng)，礦石一般在350mm以下，用裝載機(jī)堆放礦倉，由皮帶運(yùn)輸機(jī)送入顎式破碎機(jī)，經(jīng)皮帶機(jī)送至振動(dòng)篩、篩分為10～0mm和10mm以上。篩下(10mm～0)的礦石經(jīng)皮帶機(jī)送至選礦礦倉，篩上(10mm以上)礦石經(jīng)皮帶機(jī)送回顎式破碎機(jī)。破碎篩分流程見圖2。

圖2 破碎篩分流程

(三)選礦工藝

經(jīng)過篩分后礦石粒度控制在10mm以下，進(jìn)入選礦礦倉，經(jīng)漏斗進(jìn)入1號(hào)磁選機(jī)和2號(hào)磁選機(jī)，選出的精礦經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送至精礦場(chǎng)地，尾礦經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送至3號(hào)磁選機(jī)DPMS-300mm×1800mm，選出的精礦經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送至精礦場(chǎng)地，尾幫經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送至尾礦渣場(chǎng)。選礦工藝流程見圖3。破碎篩分、選礦工藝流程使用的設(shè)備見表15。

圖3 選礦工藝流程

表15 選廠設(shè)備及性能

(四)歷年選礦生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2007年選礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表16。

表16 2007年選礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

五、尾礦綜合利用及環(huán)境保護(hù)

目前，礦山每年生產(chǎn)約2萬多噸的尾礦暫無回收利用，在選礦廠附近構(gòu)筑一座尾礦渣場(chǎng)，尾礦渣場(chǎng)布置在磁選廠附近的山溝里，總壩高為10m，總庫容約21萬m3，服務(wù)年限約11.75a，可滿足礦山選礦排出尾礦量臨時(shí)堆存的需要。

六、選礦廠工藝特點(diǎn)

(一)工藝流程**、設(shè)備簡單、投資少、上馬快、回收期短。

(二)工藝流程改進(jìn)：重介質(zhì)旋流器-強(qiáng)磁選聯(lián)合流程-單一電磁濕式強(qiáng)磁流程-單一永磁濕式強(qiáng)磁流程，經(jīng)過多年的改造，工藝流程簡單、技術(shù)**、成本不斷降低。

(三)機(jī)械性能穩(wěn)定，處理量大、磁選效果好。