立环强磁选机用防腐磁介质盒的制作方法

本发明涉及锰矿冶金领域，尤其涉及一种高磷低品位菱锰矿脱磷的方法。

背景技术：

我国锰矿以菱锰矿为主，约占锰矿总储量的73％，但是平均品位仅有20％左右，绝大部分菱锰矿属于低品位菱锰矿。同时，我国锰矿还具有高磷的特点，p/mn>0.005的锰矿占锰矿资源总量的50％。众所周知，磷是钢铁冶炼过程中的有害元素之一，冶金用锰矿石含磷量过高会直接影响钢铁的品种与质量。锰矿用于炼钢之前，需尽量去除矿石里面的磷。为了提高我国锰矿资源利用效率，降低对国外富锰矿资源的依赖，研究经济有效的高磷低品位菱锰矿处理技术成为一个重要课题。

现有的高磷锰矿除磷(脱磷)方法主要有物理选矿方法(磁选、重选、浮选等)、化学浸取方法、微生物方法、冶金和熔融还原法等。物理选矿法是利用矿物之间物理化学性质差异分选矿物的方法。例如，磁选法是物理选矿法的一种，它是利用锰矿石是弱磁性矿物(比磁化系数x＝(10～600)×10-6cm3/g)而磷矿石没有磁性的特点，通过强磁场磁选机实现富锰脱磷的方法。中国专利cn107326198《一种高磷低品位碳酸锰矿的处理系统及方法》以及中国专利cn104651563《一种低贫高磷难选铁(锰)矿还原冶选联合提铁脱磷的方法》，主要通过磁选的方法来富锰脱磷。化学浸取法以酸浸法为主，酸浸法通过硫酸或盐酸将碳酸锰溶解转化为硫酸锰或氯化锰溶液，同时，磷矿物也被硫酸或盐酸溶解，然后加入其他化学试剂再脱除溶液中的磷，最终实现锰和磷的分离。如，中国专利cn103818965《一种高磷菱锰矿所制硫酸锰溶液的除磷方法》，其步骤有：(1)室温条件下，在由高磷菱锰矿所制的硫酸锰溶液内，加入硫酸亚铁和双氧水溶液以组成混合溶液；然后在搅拌状态下进行氧化反应；(2)在步骤(1)所得混合溶液中加入浓氨水以调节ph值到3-5，然后在室温条件下充分搅拌以得混合料浆；(3)静置、沉淀步骤(2)所得混合料浆，然后过滤、分离，所得滤液即为低磷硫酸锰溶液。

不过，现有的高磷锰矿除磷(脱磷)的方法仍存在一些问题：由于高磷锰矿中磷矿物以嵌布的方式分散于锰矿中，采用物理选矿法时，要打破磷矿物和锰矿物的紧密结合，需要将矿物磨至极细的粒度(400-5000目)，磨矿难度大、投入成本高且脱磷效果一般(p含量在0.2％以上)。若采用酸浸法浸取，后续则需要专门的除磷环节，以强酸作为浸出剂，酸性废液的处理和排放也是一大难题。

氨浸法是处理高磷锰矿的化学浸出法之一，利用一氧化锰在氨性溶液中生成锰氨配合物而溶解的性质浸出锰，而磷在氨性溶液中不溶，在浸出过程就可实现磷锰分离。氨浸法的一般流程是先通过预焙烧处理将菱锰矿(mnco3)、软锰矿(mno2)、黑锰矿(mn3o4)和褐锰矿(mn7sio12)等转变为含mno的锰矿焙砂，例如通过焙烧将菱锰矿中的mnco3热分解为mno，得到含mno的锰矿焙砂，或通过还原焙烧将软锰矿，黑锰矿以及褐锰矿中的mno2、mn3o4和mn7sio12还原为mno，得到含mno的锰矿焙砂。然后将含mno的锰矿焙砂加入氨性溶液浸出，最后采用加热蒸氨的方法将锰沉淀出来即可制备得到碳酸锰产品。由于氨浸过程中，锰矿焙砂中mno溶解于氨性溶液而磷、钙、镁、铁等杂质不溶，从而实现了锰矿中锰与磷及其他杂质的高效分离，故氨浸法的除磷除杂效果好，对浸出液进行加热蒸氨处理时产生的氨气被水吸收形成氨水，氨水可以作为浸出剂返回氨浸环节循环利用，故氨浸法还具有废液少、过程清洁环保等特点。如【题名】遵义锰矿高铁贫锰重选尾矿石的还原焙烧-氨浸法处理【作者】陈继斌【文摘】报道用还原焙烧-氨浸法处理遵义锰矿高铁贫锰重选尾矿石的试验结果，该矿锰品位为27.19％，p含量为0.068％，p/mn＝0.00250，在液固比5:lml/g，2h：nh316-17mol/l，co23-4mol/l，矿浆温度为室温时，锰的浸出率平均为64.06％(按渣锰量计)，碳酸锰产品平均锰品位为44.36％，p含量为0.018％，p/mn＝0.00040。

现有的氨浸工艺对锰品位大于20％，p/mn<0.003的矿物做了研究，尚且存在锰浸出率较低的问题。我国还有大量的锰品位低于20％，p/mn>0.003的高磷低品位锰矿，对于这类锰矿的高效利用还缺乏研究。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明公布一种高效且环保的针对高磷低品位菱锰矿的脱磷方法。该方法具有脱磷效果好，产品纯度高，浸出剂循环利用，流程短，过程清洁等特点。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种高磷低品位菱锰矿脱磷及制备碳酸锰的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)对高磷低品位菱锰矿采用焙烧处理，得到含mno的锰矿焙砂；

(2)将步骤(1)所得含mno的锰矿焙砂在氨性溶液中进行氨浸，并固液分离；

(3)将步骤(2)所得浸出液进行加热蒸氨，得到碳酸锰产品。

该方法还可以包括以下步骤：

(4)将步骤(2)分离出的浸渣进行洗涤，洗涤液返回步骤(2)循环利用。

(5)将步骤(3)中加热蒸氨产生的氨气经水吸收得到氨水溶液，并返回步骤(2)循环利用。

本发明所述的方法，优选技术方案为：

优选的，步骤(1)所述的锰矿为高磷低品位菱锰矿，锰品位<20％，且p/mn>0.003。

优选的，步骤(1)所述的锰矿经破碎、细磨后粒度小于60目。

优选的，步骤(1)所述的焙烧处理，是通过焙烧将菱锰矿中的mnco3焙烧分解为mno，得到含mno的焙砂。

优选的，步骤(1)所述的焙烧处理，焙烧温度为500～800℃，时间为20～200min。

优选的，步骤(1)所述的焙烧处理，是在惰性气氛下进行，惰性气氛包括但不限于氮气、氦气、氩气等

优选的，步骤(1)所述的锰矿焙砂的粒度小于60目。

优选的，步骤(2)所述的氨性溶液中氨的浓度为8～18mol/l。

优选的，步骤(2)所述的氨浸是在常压下进行，温度为20～40℃，时间为20～180min。

优选的，步骤(3)所述的加热蒸氨温度为60～100℃，蒸氨在搅拌条件下进行，搅拌速率100～600r/min，时间10～90min。

本发明与现有技术相比，其有益效果和优点在于：

1、锰的浸出率高

当使用锰品位低于20％的锰矿为原料时，锰的浸出率达到80％以上。

2、易操作

在常温常压下操作，且不需要专门的除磷及除杂环节。

3、产品纯度高

锰与磷及其他杂质元素有效分离，浸出液中杂质含量低，制备碳酸锰产品纯度高。

4、氨气循环利用

蒸氨环节产生的氨气经过水吸收再生得到的氨水可以返回焙砂氨浸过程循环利用。

5、除磷效果好

磷不溶于氨性溶液，绝大部分磷在氨浸过程进入浸渣，固液分离即可脱磷。

6、清洁无污染

废水量少，氨气被水吸收得到的氨水可作为浸出剂循环利用，减少废液排放，生产清洁无污染。

附图说明

图1为高磷低品位菱锰矿脱磷及制备碳酸锰的方法示意图。首先对高磷低品位菱锰矿采用焙烧处理，得到含mno的锰矿焙砂，然后将所得含mno的锰矿焙砂在氨性溶液中进行氨浸；固液分离后将浸出液进行加热蒸氨，得到碳酸锰产品。

具体实施方式

为更好地说明和理解本发明方法，下面对本发明方法进行详细说明。下述的实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，本发明的保护范围以权利要求书为准。

实施例：

一种高磷低品位菱锰矿脱磷及制备碳酸锰的方法，包括以下步骤：

1)称量60g粒度小于100目的菱锰矿放入烘干箱中烘干一个小时，然后在高温立式管式炉中于650℃温度下以及氮气保护下焙烧0.5小时，在氮气保护冷却后得到菱锰矿焙砂，得到的菱锰矿焙砂用200目的筛子筛选；

2)将一定质量的碳酸铵加入一定浓度的氨水溶液中，制成氨水浓度为15mol/l，碳酸铵浓度为1.5mol/l的浸出剂，然后取15g焙砂加入浸出剂中，氨浸温度为25℃，氨浸时间为60min，液固比为6:1，搅拌速率为400r/min，待搅拌完成后，过滤，取滤液，得到锰浸出液。

3)将锰浸出液在95℃下，蒸发60min后，得到碳酸锰产品。

本实施例中的菱锰矿来自重庆某地区的菱锰矿，其主要成分如表1所示，锰含量为17.25％，p/mn＝0.0232，磷锰比远远大于0.003，属于高磷低品位菱锰矿。

表1菱锰矿主要元素含量



通过gb/t1515-2002磷钼蓝分光光度法测定菱锰矿原矿和浸渣的磷含量，根据菱锰矿质量和浸渣质量，计算得到磷的脱除率为98.3％，结果如表2所示。

表2菱锰矿原矿和浸渣的磷含量及脱磷率



通过icp-oes对浸出液锰浓度进行检测，计算得到锰的浸出率为85.3％，对步骤3)加热蒸氨后得到的碳酸锰固体进行xrf检测，结果如表3所示，mn的质量分数达44.12，ca、mg元素含量低，p/mn＝0.00023。根据表4工业碳酸锰的标准(hg/t4203-2011)，碳酸锰产品满足工业碳酸锰一等品的标准(hg/t4203-2011)。

表3碳酸锰产品的化学组成



表4工业碳酸锰的技术指标(hg/t4203-2011)与浸出产品质量



从上述实施例可以看出，本发明方法具有脱磷效果好、产品纯度高，清洁无污染等特点。以上所述仅为本发明的实施例之一，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结

本发明涉及一种高磷低品位菱锰矿脱磷及制备碳酸锰的方法，属于锰矿冶金领域。该方法包括以下步骤：1)对高磷低品位菱锰矿采用焙烧处理，得到含MnO的锰矿焙砂；2)将步骤1)得到的含MnO的锰矿在氨性溶液中进行氨浸，并固液分离。3)将步骤2)得到的浸出液进行加热蒸氨，得到碳酸锰产品。解决了现有锰矿氨浸技术存在的锰浸出率的问题，本发明的优点是对锰矿氨浸过程中锰的浸取率有明显提高且操作简便,除磷除杂效果好，浸取条件温和，所得碳酸锰产品纯度高。

技术研发人员：梁小平;涂忠兵;王雨;伍成波

受保护的技术使用者：重庆大学

技术研发日：2019.01.08

技术公布日：2019.04.12 立环强磁选机用防腐磁介质盒的制作方法

【专利摘要】本实用新型公开了立环强磁选机用防腐磁介质盒，其包含蚀电阳极（1）、磁介质盒（2）、电镀层（3），立环强磁选机用防腐磁介质盒由磁介质盒作为骨架，蚀电阳极镶嵌或是焊接在防腐磁介质盒上，蚀电阳极与磁介质盒电连通；电镀层（3）电镀在磁介质盒（2）表面。本实用新型结构简明、设计合理、适用范围广泛。具有比现有技术的介质盒体更长的使用寿命长、运行维护简单、环境污染少等优点，是当前理想的立环强磁选机用防腐磁介质盒。

【专利说明】立环强磁选机用防腐磁介质盒

【技术领域】

[0001]本实用新型涉及磁选【技术领域】，具体涉及立环强磁选机用防腐磁介质盒。

【背景技术】

[0002]目前的选矿方法有磁选、重选、浮选，并且选矿厂经常使用三种选矿方式并存的工艺流程。在磁选效果不达标时，选矿厂会在磁选之后增加浮选流程；针对于浮选流程，研究人员专门开发了立环强磁选机。立环强磁选机是一种对弱磁性矿物的湿法富集及非磁性矿物的除杂铁提纯的高梯度磁选设备。

[0003]在使用立环强磁选机的浮选工艺中，各选矿厂选矿耗水量大，选矿水均为循环使用，并且浮选过程需在矿浆中加入浮选药剂，药剂又多呈酸性或碱性；此外浮选使用的水在选矿结束后一般也会被滤出并入循环水中，这样就会使循环水有一定的腐蚀性。

[0004]无论是矿浆中的调浆水还是卸矿用的卸矿水一般都是上述循环水，这种具有腐蚀性的循环水会腐蚀金属盒体，从而缩短金属盒体的使用寿命，而频繁的更换金属盒体会增加运行成本，还会给选矿的连续作业带来很大的影响。

[0005]因此如何提高金属盒体的耐腐蚀性能，以实现设备的连续作业及降低运行成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

[0006]为了解决上述问题，本实用新型人经过长期试验和研究，提出一种立环强磁选机用防腐磁介质盒，该立环强磁选机用防腐磁介质盒适用于具有腐蚀性的工况条件下使用的强磁选机。

[0007]依据本实用新型的技术方案，一种立环强磁选机用防腐磁介质盒包括蚀电阳极1、磁介质盒2、电镀层3 ;立环强磁选机用防腐磁介质盒由磁介质盒作为骨架，蚀电阳极镶嵌或是焊接在防腐磁介质盒上，蚀电阳极与磁介质盒电连通；电镀层3电镀在磁介质盒2表面。

[0008]其中，磁介质盒的材质是以铁为基体的导磁不锈钢(例如0Crl3等相关材质)，在立环强磁选机用防腐磁介质盒上镶嵌一种金属活泼性高于铁金属的金属材料作为蚀电阳极

[0009]优选地，蚀电阳极穿透磁介质盒，与磁介质盒的端面保持在一个水平面上并与磁介质盒端面充分接触。

[0010]优选地，防腐磁介质盒为长方形结构，其材质为锌板或是铝板。

[0011]更优选地，介质盒两侧支撑采用压耳结构。

[0012]本实用新型结构简明、设计合理、适用范围广泛。具有比现有技术的介质盒体更长的使用寿命长、运行维护简单、环境污染少等优点，是当前理想的立环强磁选机用防腐磁介质盒。

【专利附图】 【附图说明】[0013]图1为本实用新型的蚀电阳极的外形侧视示意图；

[0014]图2为本实用新型的蚀电阳极的外形俯视示意图；

[0015]图3为本实用新型的磁介质盒的俯视结构示意图；

[0016]图4为本实用新型的磁介质盒的从侧面看去的结构示意图；

[0017]图5为本实用新型的磁介质盒的从底面看去的结构示意图；

[0018]图6为本实用新型的立环强磁选机用防腐磁介质盒的俯视整体结构示意图；

[0019]图7为本实用新型的立环强磁选机用防腐磁介质盒的从侧面看去的整体结构示意图；

[0020]图8为本实用新型的立环强磁选机用防腐磁介质盒的从底面看去的整体结构示意图；

[0021]图9为本实用新型的立环强磁选机用防腐磁介质盒安装结构示意图；

[0022]图10为图9中所示部分的放大结构示意图；

[0023]图11为立式感应强磁选机的整体结构图。

【具体实施方式】

[0024]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0025]图1-2所示为蚀电阳极，图3-5所示为磁介质盒。图6-11中，附图标记具体指示如下:1、蚀电阳极，2、磁介质盒，3、电镀层，4、立环强磁选机用防腐磁介质盒，5、转环，6、线圈，

7、脉动箱。

[0026]具体参考图11所示，高梯度磁选是利用磁介质盒在磁场中产生的高梯度磁场并利用这个高梯度磁场来回收弱磁性矿物的磁选设备，该设备磁介质盒对弱磁性矿物有很强的捕捉能力。安装在转环上的磁介质盒随转环转动，在背景磁场区捕捉弱磁性矿物后转出磁场区到卸矿区，此时背景磁场消失，磁介质盒产生的感应磁场随之消失，之前捕捉的磁性物料随卸矿水冲刷到达磁性矿收集区。

[0027]本实用新型中，立环强磁选机用防腐磁介质盒由磁介质盒作为骨架，磁介质盒的材质是以铁为基体的导磁不锈钢(例如0Crl3等相关材质)，在立环强磁选机用防腐磁介质盒上镶嵌一种金属活泼性高于铁金属的金属材料作为蚀电阳极。它的形状如图1-2所示，防腐磁介质盒为长方形结构，其材质为锌板或是铝板，也可是金属活泼性高于铁金属活泼的相关材质；蚀电阳极穿透磁介质盒，与磁介质盒的端面保持在一个水平面上并与磁介质盒端面充分接触，立环强磁选机用防腐磁介质盒共由六块蚀电阳极组成，镶嵌位在磁介质盒端面的中心位置均布排列。

[0028]如图所示，本实用新型是在磁介质盒2上镶嵌或焊接蚀电阳极1，焊接或是镶嵌在磁介质盒2内的蚀电阳极I，可将矿浆中的电荷转移到蚀电阳极I上。

[0029]本实用新型中的立环强磁选机是由转环，立环强磁选机用防腐磁介质盒，磁轭，励磁线圈，脉动机构，卸矿水，各种接料斗和支架组成。在使用中，首先转环转动，环内装有高磁感应强度低剩磁的含铬不锈钢防腐介质盒。防腐介质盒的磁介质在背景磁场中感应出非常强的感应磁场，并通过高强度磁场对磁性颗粒进行捕捉，从而实现磁性颗粒与非磁性颗粒的分离。

[0030]具体工作过程为，给入的原料矿浆由入矿口进入，经上磁极轭板间的缝隙流入分选区域，在分选区域的转环内的磁介质在很强的背景磁场中被磁化，磁介质表面产生一梯度极高的磁场区域，矿浆在流经这一磁场区域时在磁场力的作用下磁性颗粒将吸附在磁介质表面，并随转环被带出分选区域。由于磁介质剩磁极低，因此在离开磁场分选区域后其表面的这一高梯度感应磁场区域便迅速消失，此时捕捉磁性颗粒的磁场力也随之消失不见，磁性颗粒相继脱落流入磁性物料收集都内，当磁介质转过顶部时卸矿水将剩余的磁性颗粒也冲入磁性物料收集斗中，所有的磁性颗粒最终汇集于磁性物料汇总斗内并由磁性物料口排出。经过磁介质未被吸附的非磁性颗粒在通过磁介质和分选区域流经下磁轭，最终由非磁性物料出口排出。

[0031]如果给矿中有大颗粒不能穿过磁介质盒，一般会停留在介质盒的上表面，即靠近转环内圆周，当磁介质盒被转环带到顶部时，正好旋转了 180度,大颗粒位于磁介质的下部，直接排出。

[0032]当鼓膜在脉动冲程箱的驱动下作往复运动时，只要矿浆液面高度能浸没转环下部的磁介质，分选室的矿浆作上下往复运动，脉动流体力使矿粒群在分选过程中始终保持松散状态，从而有效地消除了非磁性颗粒的机械夹杂，显著地提高磁性精矿的品位。此外，矿浆脉动显然对防止磁介质的堵塞也很有好处。鼓膜往复运动的快慢可通过由变频器控制的电机调节。鼓膜往复运动的快慢调节能够更好的适应各种物料的分选。使分选达到最佳效果O

[0033]在整个分选过程中转环立式旋转，可保证矿浆的流入和最终的卸矿点均匀转环内圆周，从而使无法通过磁介质的粗颗粒物料在随转环转至顶部卸矿水处时被冲入磁性物料收集斗，不会堵塞磁介质。立环强磁选机用防腐磁介质盒被固定在转环上，转环被安装在立环强磁选机中。

[0034]介质盒两侧支撑采用压耳结构，在拆装磁介质时不会因介质变形而使介质盒卡在转环上无法拆下。转环骨架上的固定螺栓孔采用美标(美)#MIL-N-85353?85353/2A止退螺纹，固定螺栓采用GB/T5783-2000高精度8.8级以上强度非磁不锈钢螺栓，可有效的防止介质盒固定螺栓的脱落。

[0035]脉动箱是通过脉动电机皮带驱动脉动箱,使脉动箱上的大皮带轮旋转，从而带动箱体内主动轴转动，连杆与主动偏心轴一端通过销轴与连接另一端的推杆柄连接起来。推杆柄和滑块可在导轨上做直线往复运动。推杆柄带动推杆做往复运动。最终推杆带动鼓膜做往复运动。从而实现脉动冲程运动。分选过程中脉动箱一直驱动橡胶鼓膜对待分选物料施加脉动推力，使待分选过程中均处于松散状态，从而有效的减少非磁性颗粒的机械夹杂，提高了磁性颗粒的纯度，减少了磁介质在分选中的堵塞。

[0036]励磁线圈为多层结构，由多层长宽尺寸相同单个矩形环状的饼式线圈构成，每层饼式线圈由多匝电磁线绕制而成，饼式线圈的电磁线安装在封闭的不锈钢壳体中，电磁线外部包裹多层云母板，云母板与不锈钢壳体的间隙处包裹绝缘层。多层长宽尺寸相同的饼式线圈分别沿线圈外沿及内沿以上下顺序排列焊接在一起，形成整个励磁线圈。相邻的两个饼式线圈之间通过设置水道挡圈形成能够通过冷却水的间隙，为冷却水道，用于冷却水的通过。励磁线圈通电之后产生磁场，转环在其中转动，安装在转环上的立环强磁选机用防腐磁介质盒在背景磁场中被磁化，磁介质表面形成梯度极高的磁场，从而吸附物料。

[0037]由于在整个分选过程中立环强磁选机用防腐磁介质盒是整套设备的核心部件，介质盒设计的好坏，耐腐蚀程度直接影响选矿指标。

[0038]如需进一步的加强介质盒的耐腐性能，外表美观，还可在不插入活泼性高于铁金属的金属材料之前，在磁介质盒的所有表面电镀一层耐腐膜。这样就可以增加整体抗磨及抗腐蚀能力，延长使用寿命。

[0039]经过实验验证，矿浆中所含主要离子表

[0040]

【权利要求】

1.立环强磁选机用防腐磁介质盒，其特征在于，所述防腐磁介质盒包括蚀电阳极(I)、磁介质盒(2)、电镀层(3)，所述防腐磁介质盒由磁介质盒作为骨架，蚀电阳极镶嵌或焊接在防腐磁介质盒上，蚀电阳极与磁介质盒电连通；电镀层(3)电镀在磁介质盒(2)表面。

2.根据权利要求1所述的立环强磁选机用防腐磁介质盒，其特征在于，磁介质盒的材质是以铁为基体的导磁不锈钢，在立环强磁选机用防腐磁介质盒上镶嵌一种金属活泼性高于铁金属的金属材料作为蚀电阳极

3.根据权利要求1所述的立环强磁选机用防腐磁介质盒，其特征在于，蚀电阳极穿透磁介质盒，电阳极与磁介质盒的端面保持在一个水平面上并与磁介质盒端面充分接触。

4.根据权利要求1所述的立环强磁选机用防腐磁介质盒，其特征在于，所述防腐磁介质盒为长方形结构，所述防腐磁介质盒材质为锌板或是铝板。

5.根据权利要求1所述的立环强磁选机用防腐磁介质盒，其特征在于，介质盒两侧支撑采用压耳结构。

【文档编号】B03C1/031GK203525858SQ201320612563

【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日

【发明者】张承臣, 唐奇, 吴琼, 杨娇, 刘振凯, 马越 申请人:沈阳隆基电磁科技股份有限公司