一、除铁、除锰工艺

(一)地下水除铁

一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用接触氧化法。

接触氧化法的工艺:原水曝气一→接触氧化一→过滤。接触氧化法曝气后，水的pH值宜达到6.0以上。

曝气氧化法的工艺:原水曝气一→氧化一→过滤。曝气氧化法曝气后，水的pH值宜达到7.0以上。

(二)地下水除锰

宜采用接触氧化法，其工艺流程应根据下列条件确定：

当原水含铁量低于2. 0mg/L、含锰量低于1. 5mg/L时，可采用:原水曝气一→单级过滤除铁、除锰。

当原水含铁量或含锰量超过上述数值时，应通过试验确定必要时可采用:原水曝气一→氧化一→次过滤除铁一→二次过滤除锰。

当除铁受硅酸盐影响时，应通过试验确定。必要时可采用:原水曝气一争一次过滤除铁(接触氧化)一曝气卜今二次过滤除锰。

注 (1)除锰滤池滤前水的pH值宜达到7.5以上。

(2)二次过滤除锰滤池的滤前水含铁量宜控制在0. 5mg/L以下。

(三)苦咸水的除铁、除锰

一般含盐量为苦咸水范围的某些井水是呈还原态的，这类水源的典型特点是含有二价铁离子和锰离子，如果对这类水源进行加氯处理，然后进行脱氯处理或水中含氧量达到5 X 10-6以上，二价铁就会转化成三价铁，并形成难溶性的胶体氢氧化物颗粒，下面为亚铁和锰的氧化反应

4Fe(HCO3)2+O2+2H20一→4Fe (OH)3+8CO2

4Mn (HC03)2+O2+2H20一→4Mn (OH)3+8C02

因为铁氧化发生的pH值更低，使得铁污堵出现的频率比锰污堵要高得多。即使SDI,。小于5，反渗透和纳滤进水中的亚铁含量低于0. 1mg/L，仍会出现污堵问题。由于FeCO3的溶度极低，而Fee+的浓度则受到FeCO3溶解度的制约，通常碱度低的水源含铁的浓度比碱度高的水源要高。

在膜处理系统中，引起膜面上沉积可溶性的二价铁和相关三价铁的污染物的可能情况为:

(1)氧气进人到含二价铁的进水中;

(2)高碱度水源形成FeC03;

(3)铁与硅反应形成难溶性的硅铁盐;

(4)受铁还原细菌氧化作用影响，将会加剧生物膜的滋生和铁垢的沉积;

(5)由含铁絮凝剂转变引起的胶体状铁;

(6)来自钢管或其他部件腐蚀产生的沉淀;

(7)含二价铁的水源与含H2S的水源混合，形成黑色难溶硫化铁。

处理这类水源的一种方法是防止整个系统与空气或任何氧化剂(如氯)的接触，低pH值有利于抑制Fe 2+的氧化，当pH<6,氧小于0. 5mg/L时，最大允许Fe 2+浓度为4mg/L。

除去亚铁或铁离子以及防止铁污堵的方法:

(1)采用阳树脂软化。可以去除水中溶解状铁，脱除效率取决于铁的种类，Fe2十和Fe3+可以十分有效的被强酸阳树脂吸附，但当进水中的含量超过0. 05 X 10-6时，会污染离子交换树脂并对树脂有催化降解作用。胶体或有机物一铁复合物通常完全不能被离子交换所吸附，仍残留在离子交换出水中，其颗粒的大小、离子交换运行流速和离子交换床层深度决定了它们能否被树脂本身过滤掉。当处理亚铁含量高的水源时，必须关注铁污堵，添加焦亚硫酸钠可以防止树脂受铁的污染。

(2)絮凝。在线絮凝可以脱除亚铁。

(3)阻垢剂。一些阻垢剂对防止F。污棘效，最大允许Fe含量因阻垢剂成分的不同而不同。

(4)先氧化后介质过滤，经过氧化反应和紧接的过滤可以除去铁和锰。为了提高脱除效率，常常采用高锰酸钾或Cl02氧化二价锰。

1)充气。利用空气可以将溶解态铁转化成难溶性铁，但当水中含有高浓度的二氧化碳时，会形成非常微小的胶体状铁沉淀，过滤脱除十分困难。

2)2)加氯处理。次氯酸钠或漂白粉投加到进水中用于将Fe2+氧化成F e3+，经氧化的进水再通过多介质过滤器将Fe3十过滤掉。

(5，同步氧化过滤。通过电子转移反应，采用能氧化将Fe2+的过滤介质，可以使氧化和过滤同时完成，锰砂就是这类粒状介质。干燥状态时，锰砂为海绿矿石，当其失去氧化能力时，可以用KMn04进行再生。再生后投入运行时，必须充分的冲洗掉KMn04，以防止其对膜的氧化损伤，当水中的Fee十含量小于2mg/L时，可采用这一工艺过程;当水源Fe z+含量高时，KMn04应连续不断的加人到锰砂过滤器进水中，但应注意，必须采用有效防范措施，确保KMn04不会接触到膜面上，例如可以在锰砂过滤器之后安装活性炭过滤器。

(6)氧化一MF/UF过滤。经过氧化形成的铁和锰颗粒可以经过MF/UF除去。当不在原水中投加絮凝剂和阻垢剂时，一般允许进水中铁、锰和铝的指标如表2-23所示。

(四)曝气一石灰处理

在我国东北地区地下水因碱度高，铁和锰的含量以及硬度、总溶解固体均超过饮用水标准。采用曝气一石灰处理可改善水质，其系统流程见图2-42.

石灰溶液投加在混合池中，采用一级跌水曝气(跌水高度1. 0m) o絮凝采用网格絮凝池，絮凝时间为20min。沉淀采用斜管沉淀池，水在斜管内上升流速为2m/s,滤池流速为7m/h。根据试验和实践运行结果，铁、锰以及硬度、溶解固体的含量随着pH值提高而降低;基本情况可参考在中等碱度的水中，铁与pH值的函数关系，见图2-43. FeCO3在pH8. 3时及Fe (OH) 2在pH10. 2时溶解度最低;对于MnCO3与Mn (OH)2,溶解度在pH为9.2与11.5左右时最低。

采用曝气一石灰处理后水质变化见表2-24。

运行中在石灰溶液投加后pH值调整在9.7左右，经曝气后投加助凝剂0. 3~0. 5mg /L的聚丙烯酞胺。在高pH条件下，聚丙烯酞胺的助凝效果最好，生成的絮状物颗粒大，沉淀效果好，减轻了滤池的负荷。

二 : 国内外锰矿选矿工艺概述

3&&)年!3月

第++卷第"期中国矿山工程56789:78;<8=78;;>78=/;A1$$&&)

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号

二4占世界总储量的+#1’?&澳大利亚锰矿储量占世界总储量的

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总储量的$1)?&印度锰矿储量占世界总储量的*1,?&其它国家锰

矿储量占世界总储量的$1*?’

我国锰矿多为难选细粒贫锰矿石$主要分布在广西)湖南)福

建)贵州)四川)云南等省区’我国锰矿按其成因类型可划分为沉

关键词!锰矿资源&选矿工艺&存在问题

摘要!介绍了世界锰矿资源的分布状况和

我国锰矿资源的嵌布特征以及矿床

成因类型&针对国外不同类型锰矿

石的共生关系及嵌布特性!阐述国外

锰矿石的分选工艺及分选中存在的

问题&最后列举国内六种锰矿选矿

工艺!并提出国内锰矿资源利用中普

遍存在的问题’

中图分类号!./0"*1$

文献标识码!2积矿床)沉积变质矿床)热液矿床和次生风化矿床等四大类$其中沉积矿床最为重要$占我国锰矿总储量的,#1)?&其次是次生风化矿床$占我国锰矿总储量的*’1$?&再次是沉积变质矿床$占我国锰矿总储量的*"1)?&最后是热液矿床4占我国锰矿总储量的#1&?’根据选矿工艺分离方法的研究4将锰矿石划分五类!!普通氧化锰矿石&"碳酸盐锰矿石&#铁锰矿石&$含锰铁矿石&%多金属复合锰矿石’*国外氧化锰矿石的选矿工艺概况氧化锰矿石在世界各国选矿厂处理锰矿石中占绝大多数’根

据矿石含锰的高低和矿物浸染粒度的大小$将氧化锰矿石进一步

收稿日期!3&&)%&#%33

作者简介!张去非"*’")!(4男$辽宁省岫岩县

人$工学硕士$山东理工大学资源与环境工

程学院副教授$从事教学与研究工作’分成三种类型!!块状浸染富锰矿石&"小块)粒状浸染贫锰矿石&#微细粒状浸染贫锰矿石’!"!块状浸染富锰矿石的选矿工艺块状浸染富锰矿石含锰较高$一般在+&?以上$锰矿物的结

晶粒度大$当入选上限粒度在)&"#,&@时$采用简单的选矿)筛

锰矿选矿设备 国内外锰矿选矿工艺概述

第6期

’+!"+

分或重选方法就可以经济地得到含锰品位较高的锰精矿!国外处理此类矿石的选矿厂有南非的米德尔普特选矿厂"加蓬的摩安达选矿厂"巴西的依科米选矿厂和澳大利亚的格鲁特岛选矿厂!

!"#小块及粒状浸染贫锰矿石的选矿工艺小块及粒状浸染贫锰矿石含锰较低!一般在

"#$以下#锰矿物的结晶粒度较小#且含泥量较多#因此!处理此类矿石比处理块状浸染富锰矿石复杂!

目前#开发和利用此类矿石的国家主要是俄罗斯等国!

俄罗斯处理此类矿石所采用的流程主要是$洗矿%跳汰%强磁选%浮选&联合流程或$洗矿%跳汰&流程#采用浮选回收矿泥!俄罗斯尼科波尔矿区现有%个选矿厂#其选矿流程基本相似#即采用$洗矿%跳汰%强磁选%浮选&联合流程#选矿厂生产的综合锰精矿含锰为&’$(回收率达到)*+!)&$!恰图拉矿区有,个选矿厂#均采用$洗矿%跳汰&流程#选矿厂生产的综合锰精矿含锰为&"$!--$#回收率达到&’$!-’$!,个选矿厂的矿泥送往中央浮选厂集中浮选回收!

!"$微细粒状浸染贫锰矿石的选矿工艺

微细粒状浸染贫锰矿石中锰矿物结晶粒度极

细#嵌布均匀#锰含量一般在*-$以下#因此#采用单一机械选矿方法不能获得满意的指标!通常采用化学浸出或机械选矿与化学浸出联合方法处理此类矿石!

微细粒状浸染贫锰矿石在美国亚利桑那州和阿肯色州分布较多#储量"亿.以上!美国采用连二硫酸盐浸出法处理亚利桑那州阿蒂勒里山含/0

"+!&+的贫锰矿石(获得高纯度的/01234’5含/0--$!6#7!为了提高阿蒂勒里山矿石浮选精矿的质量!采用苛性钠除硅!从含/0"*86-$#9:2’’;8%)+浮

选精矿中得到含/0&-+#9:2’)+以下的浸出产品!在美国还采用$重选%浸出&联合流程处理阿肯色州含/0-8&+的石灰岩矿石获得成功5最终锰精矿中含/0&’8&+#<;8’*+#锰金属回收率为-%8’+#同时得到含钙较高且用于农业的副产品!

国外某些矿床中氧化锰矿石含磷较高#<=/0"

;8;;&#这是影响获得优质锰精矿的主要因素!磷矿

物是以单体磷矿物形式存在或者以化合物形式赋存于锰矿物中!以单体磷矿物形式存在的磷矿物一般用机械选矿方法除磷#而以化合物形式赋存于锰矿物的磷矿物必须用化学浸出法才能达到除磷的

目的!

在氧化锰矿石洗矿工艺中会产生大量矿泥#而矿泥中锰的损失相当严重#所以#锰矿泥的进一步处理是国外选矿厂的一个重要问题!俄罗斯曾利用浮选和选择性絮凝工艺进行研究#在取得较好的科研成果及工业试验指标后#在恰图拉矿区建立一座中央浮选厂处理该矿区的全部矿泥!

’

国外铁锰矿石选矿工艺

铁锰矿石以锰为主#锰和铁的总量!";+#此类

矿石的选矿技术目前还处于研究阶段#此类矿石主要分布在印度和俄罗斯等国家!

由于铁锰矿石中铁矿物和锰矿物的密度和比磁化系数相近#而且两者共生紧密#嵌布粒度极细#因此#铁锰矿石比普通氧化锰矿石难选!采用常规的浮选"重选和强磁选等机械选矿方法均难获得含锰高"含铁低的锰精矿!在俄罗斯和印度5分选铁锰矿石主要采用焙烧磁选法除去铁矿物!例如#俄罗斯的乌辛斯克铁锰矿石中含/0’&8%+5含>?,@*75采用$洗矿%跳汰%焙烧磁选&流程获得含/0

&6@"7#含>?-@&7的锰精矿#锰回收率达)-@-7!印

度的桑杜尔和阿姆利塔布拉等地的铁锰矿石中含有铁矿物5如赤铁矿"针铁矿!由于铁锰矿物共生紧密"嵌布粒度极细#因而焙烧磁选不能获得满意的指标!在原矿含/0";@*,7!"’@-*75含>?’;@-%7!

’*@%;7的情况下5经过焙烧磁选后5得到含/0-"@6%7!-&@&;7#含>?)@6)7!,@-;7的锰精矿5锰金属回收率&’@-;7!&,@";7!

"

国外含锰铁矿石的选矿工艺

含锰铁矿石含锰低5矿石中含锰仅为-7!*;75

矿物嵌布粒度极细#铁"锰矿物共生紧密5用机械选矿方法难以回收!美国对含锰铁矿石的分选工艺做了大量的研究5研究结果表明’处理含锰铁矿石宜采用化学浸出法处理!化学浸出法主要包括’!氨基甲酸铵萃取法("硫酸盐法(#还原焙烧%浸出法(

$还原焙烧%硫酸浸出法(%细菌浸出法(&氯化

法!

&

国外锰矿石选矿工艺存在的问题

国外对锰矿石的选矿研究做了许多工作#积累

了丰富的实践经验#但仍然存在下列问题!

)**处理小块"粒块浸染氧化锰矿石#选矿厂的选别指标较低#锰精矿中锰品位不高!

锰矿选矿设备 国内外锰矿选矿工艺概述

-!".中国矿山工程+--.年!第HH卷$

!+$锰矿泥的进一步处理是国外选矿厂处理锰矿石时存在的一个重要问题"矿泥中锰损失严重E直接影响锰精矿中锰的回收率%

!H$美国研究处理含锰铁矿石所采用的化学浸出法尚有许多局限性E除了氨基甲酸铵萃取法之外"其余化学浸出法均处于研究阶段%化学浸出法还没有进入工业化阶段%

!.$含磷锰矿石的除磷问题"特别是对于磷以化合物形式存在于锰矿物中的矿石除磷问题尤为突出"国外除磷问题仍未妥善解决%

<=A火法富集锰工艺

我国目前采用火法富集锰工艺处理铁锰矿石

以及高磷锰矿石已经有多年的生产实践"现有多家生产厂家采用二步火法冶炼生产锰铁,

<=<&浸出’焙烧(工艺

云南某公司生产锡矿得到的副产品中含有J$

K.I"KLI的锰结核E采用二氧化硫浸出该副产品制取硫酸盐"然后经过焙烧分解后得到含J$L-I"L,I的锰精矿,<=B硝酸处理工艺

江苏某铅锌矿锰矿采用硝酸处理工艺生产活性二氧化锰"处理含J$+.I"+LI"含D)K.I"KLI的锰矿石得到含J$M+/KI"/HIE含D)-AK,I的活性二氧化锰,

,

<=>

国内锰矿石选矿工艺

&焙烧’弱磁选(工艺

将氧化锰矿石进行还原焙烧"使矿石中的弱磁

性褐铁矿还原成为磁铁矿"然后在弱磁场磁选机中实现铁)锰矿物分离"提高了锰品位*但是经过还原焙烧处理后E锰矿物的晶格发生改变E放电性下降*

L

国内锰矿资源利用中存在的问题

!K$粒度为,"-00的粉矿没有经过任何处理"

<=?&焙烧’重选’弱磁选(工艺

经过&焙烧’弱磁选(工艺可以得到二级品锰

目前大多堆存起来"造成锰矿资源严重浪费,

!+$锰矿选矿脱泥作业中"细粒锰矿物从溢流中抛尾丢弃"影响最终选矿作业锰金属回收率的提高"应考虑研究采用细粒强磁选)絮凝浮选)选择性絮凝脱泥等脱泥工艺予以回收,

!H$氧化锰矿石中还含有@2)N*)O%)P:等可以回收利用的有用金属E应尽快综合回收这些金属"解决锰矿资源综合利用问题,

!.$不同产地的氧化锰矿石在矿物组成)粒度嵌布特征)结构构造等方面都存在较大差异"因此"处理工艺)产品品种)质量要求都有所不同"不能用同样的工艺,

!,$焙烧磁选工艺)直接还原工艺)火法富集锰工艺等生产成本高"在实际生产中难以推广使用,

精矿E但是经过弱磁选后得到的铁精矿中含铁低"含锰高*根据焙烧前后矿物密度测定和重选试验研究发现"采用重选方法丢弃石英等脉石矿物"然后在进行弱磁选分选*

<=@&擦洗’分级’强磁选(工艺

由于开采出来的锰矿石中锰品位低"且大多数

为粘土类矿物"粘土与碎屑石英共生在一起E有的粘土充填在锰矿物孔隙中"有的粘土呈胶结状污染矿物表面"还有的粘土与锰矿物构成不规则的同心环肾状*因此"擦洗是有效且简便的方法去除粘土类矿物*由于占H-I左右的锰结核外层是由锰矿+褐铁矿)粘土及石英等混合组成环带状"因而"采用强磁选工艺分选褐铁矿E得到的强磁尾矿作为锰精矿,

!"#"$%&’()*%)(+#+,-%#.%#"/"0$"1"#",(2(%)(+#%)3+4"%#567$+%5

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三 : 锰矿选矿怎样生产

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。目前，常用的锰矿选矿方法为机械选（包括洗矿、筛分、重 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。目前，常用的锰矿选矿方法为机械选（包括洗矿、筛分、重选、强磁选和浮选） 以及火法富集、化学选矿法等。
工具/原料锰矿、选矿设备
[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产——详细知识

[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产 一
１ . 洗矿和筛分 洗矿是利用水力冲洗或附加机械擦洗使矿石与泥质分离。常用设备有洗矿筛、圆筒洗矿机和槽式洗矿机。 洗矿作业常与筛分伴随，如在振动筛上直接冲水清洗或将洗矿机获得的矿砂（净矿）送振动筛筛分。筛分可作为独立作业，分出不同 粒度和品位的产品供给不同用途使用。
[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产 二
２ . 重选 目前重选只用于选别结构简单、嵌布粒度较粗的锰矿石，特别适用于密度较大的氧化锰矿石。常用方法有重介质选矿、跳汰选矿 和摇床选矿。 目前我国处理氧化锰矿的工艺流程，一般是将矿石破碎至６～０ mm 或１０～０ mm ，然后进行分组，粗级别的进行跳汰，细级 别的送摇床选。设备多为哈兹式往复型跳汰机和６ - Ｓ型摇床。

[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产 三
３ . 强磁选 锰矿物属弱磁性矿物〔比磁化系数Ｘ＝１０ × １０ -6 ～６００ × １０ - ６ cm ３ /g 〕，在磁场强度 Ho ＝８００～１ ６００ kA/m （１００００～２００００ oe ）的强磁场磁选机中可以得到回收，一般能提高锰品位４％～１０％。 由于磁选的操作简单，易于控制，适应性强，可用于各种锰矿石选别，近年来已在锰矿选矿中占主导地位。各种新型的粗、中、 细粒强磁机陆续研制成功。目前，国内锰矿应用最普遍的是中粒强磁选机，粗粒和细粒强磁选机也逐渐得到应用，微细粒强磁选机 尚处于试验阶段。

[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产 四
４ . 重 - 磁选 目前国内已新建和改建成的重 - 磁选厂有福建连城，广西龙头、靖西和下雷等锰矿。如连城锰矿重 - 磁选厂，主要处理淋滤型 氧化锰矿石，采用 AM- ３０型跳汰机处理３０～３ｍｍ的洗净矿，可获得含锰４０％以上的优质锰精矿，再经手选除杂后，可作为 电池锰粉原料。跳汰尾矿和小于３ mm 洗净矿径磨至小于１ m 后，用强磁选机选别，锰精矿品位要提高２４％～２５％，达到３６ ％～４０％。

[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产 五
５ . 强磁 - 浮选 目前采用强磁 - 浮选工艺仅有遵义锰矿。该矿是以碳酸锰矿为主的低锰、低磷、高铁锰矿。 据工业试验，磨矿流程采用棒磨 - 球磨阶段磨矿，设备规模均为 φ ２１００ mm× ３０００ mm 湿式磨矿机。强磁选采用 shp- ２０００型强磁机，浮选机主要用 CHF 型充气式浮选机。经过多年生产的考验，性能良好，很适合于遵义锰选矿应用。强磁 - 浮选工艺流程试验成功并在生产中得到应用，标志着我国锰矿的深选已经向前迈进了一大步。

[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产 六
６ . 火法富集 锰矿石的火法富集，是处理高磷、高铁难选贫锰矿石一种分选方法，一般称为富锰渣法。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。 火法富集工艺简单、生产稳定，能有效地将矿石中的铁、磷分离出去，而获得富锰、低铁、低磷富锰渣，这种富锰渣一般含 Mn ３ ５％～４５％， Mn ／ Fe １２～３８， P/Mn ＜０ . ００２，是一种优质锰系合金原料，同时也是一般天然富锰矿很难同时达 到上述３个指标的人造富矿。因此，火法富集对于我国高磷高铁低锰难选矿而言，是很有前途的一种选矿方法。

[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产 七
７ . 化学选锰法 锰的化学选矿很多，我国进行了大量研究工作，其中试验较多，较有发展前途的是：连二硫酸盐法、黑锰矿法和细菌浸锰法。[锰矿选矿方法]锰矿选矿怎样生产——注意事项
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。

本文标题：锰矿选矿工艺-除铁、除锰工艺
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