云南宣威高磷低锰难选软锰矿降磷提锰研究

论文摘要

锰矿作为我国重要战略矿产资源,已被我国列为紧缺矿种,并且其优质资源日益减少,具有贫、细、杂特点的锰矿资源存量比重日益增加。为了满足我国工业发展对优质锰矿的需求,只能从国外大量进口。为了降低对国外优质锰矿资源的依赖,降低工业生产过程中原材料采购的成本,如宣威锰矿这类储量大、含磷高、难处理的贫锰矿资源亟待开发和利用。宣威锰矿为软锰矿,锰品位低,嵌布粒度细微,并伴生有含量较高的磷灰石,磷与锰元素在各个粒级矿物中分布比较均匀,磷与锰元素存在类质同象结构。为了使得宣威软锰矿达到分选要求,开展了以下工作：（1）经磁化焙烧-强磁选工艺、摇床重选工艺、微波焙烧-黑锰矿法工艺和稀酸直接浸出工艺的试验探索,结果表明这四种工艺对该矿石的分选效果不明显,所得锰精矿锰品位低,P/Mn比值高,不能达到冶金用锰矿石YB/T319-2005国家行业标准的要求。（2）提出拌酸熟化工艺处理高磷贫锰矿,经热力学理论分析,二氧化锰与浓硝酸和浓硫酸很难发生反应,该工艺处理高磷锰矿可行。该工艺试验得到P/Mn比值较小,锰品位较高的锰精矿,脱磷富锰效果显著。并考察了固液比、矿石粒度、熟化时间和熟化温度对锰矿P/Mn比值和锰矿品位的影响,固液比和矿石粒度的影响效果显著。（3）拌酸熟化工艺的优化参数：原矿粒度范围-0.125+0.1 mm,固液比1：1,熟化时间1h。经实验验证,在优化条件下,所得锰精矿品位从原矿的11.56%提升至44.08%,P/Mn比值从原矿的0.0126降至0.0059,锰回收率达93.28%,达到冶金用锰矿石AMn45Ⅲ等级要求的技术指标。（4）拌酸熟化处理工艺由于拌酸产生团粒,动力学过程可以用有孔隙大颗粒块矿浸出模型来解释。该工艺使用浓硝酸,提高反应物浓度梯度,加强了磷元素的浸出过程。并且浸出反应速率的控制步骤为扩散控制,熟化温度对反应速率的影响不明显,矿石粒度和拌酸固液比对熟化效果起决定性作用。（5）以小试实验为基础,拌酸熟化放大试验在保持用酸量不变的条件下,加入适量的水提高液固比,可以有效解决较小液固比条件下拌酸不均匀的问题。当液固比为1.5:1时,试验得到锰品位43.32%,P/Mn比值0.006的锰精矿,锰回收率90.45%。达到冶金用锰矿石AMn42Ⅲ等级标准的要求。如今贫、细、杂的难选矿石资源比例日益增加,用简单的机械选矿或化学工艺将很难处理这类难选矿石,探索新的矿石处理工艺变得十分重要,本研究为类似难选高磷贫锰矿石的分选提供了一种新思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外高磷锰矿脱磷磷概况
• 1.2.1 机械选矿法
• 1.2.2 湿法浸出脱磷法
• 1.2.3 焙烧脱磷法
• 1.2.4 炉外脱磷法
• 1.2.5 微生物脱磷法
• 1.2.6 微波焙烧法
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 课题研究的内容
• 第2章 试验原料和表征方法
• 2.1 试验原料工艺矿物学分析
• 2.1.1 试验原料化学组成
• 2.1.2 试验原料物相组成
• 2.1.3 试验原料粒度分布
• 2.1.4 微观形貌和能谱分析
• 2.2 检测分析方法
• 2.2.1 锰矿锰含量测定
• 2.2.2 锰矿磷含量测定
• 2.2.3 锰矿全铁含量测定
• 2.3 试验结果指标的计算
• 2.3.1 锰矿中锰回收率的计算
• 2.3.2 锰矿中磷浸出率的计算
• 2.3.3 锰矿中铁浸出率的计算
• 2.3.4 锰矿磷锰比的计算
• 第3章 脱磷工艺的探索
• 3.1 微波磁化焙烧-磁选试验
• 3.1.1 焙烧温度试验
• 3.1.2 磁场强度试验
• 3.2 摇床选锰试验
• 3.3 微波焙烧-稀酸浸出脱磷选锰试验
• 3.4 稀酸直接浸出脱磷选锰试验
• 3.5 本章结论
• 第4章 拌酸熟化脱磷提锰
• 4.1 拌酸熟化脱磷富锰热力学依据
• 4.1.1 硝酸浸出磷灰石机理
• 4.1.2 锰-水系电位-pH图及分析
• 4.2 拌酸熟化脱磷富锰探索试验
• 4.2.1 试验方法
• 4.2.2 试验设计
• 4.2.3 实验结果与讨论
• 4.3 拌酸熟化脱磷富锰单因素试验
• 4.3.1 熟化时间的影响
• 4.3.2 矿石粒度的影响
• 4.3.3 固液比的影响
• 4.4 拌酸熟化脱磷富锰参数优化
• 4.4.1 实验设计
• 4.4.2 拌酸熟化P/Mn比值分析
• 4.4.3 拌酸熟化磷浸出率分析
• 4.4.4 拌酸熟化锰回收率分析
• 4.4.5 拌酸熟化铁浸出率分析
• 4.5 验证补充实验
• 4.5.1 浓酸用量对P/Mn比值的影响
• 4.5.2 原矿粒度对P/Mn的影响
• 4.5.3 熟化时间对P/Mn比值的影响
• 4.5.4 熟化温度的影响
• 4.6 拌酸熟化脱磷富锰动力学
• 4.7 本章结论
• 第5章 放大试验
• 5.1 试验方法
• 5.2 实验结果
• 5.3 小结
• 第6章 结果与讨论
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间发表论文目录
• 附录B 攻读硕士期间参加的项目
• 参考文献