métodos de enriquecimiento del mineral de manganeso

La gran mayoría de minerales de manganeso En mi país, los minerales de manganeso son de baja ley y requieren un proceso de enriquecimiento. Sin embargo, dado que la mayoría de los minerales de manganeso son de grano fino o micrograno y contienen una cantidad considerable de fósforo y hierro, así como metales beneficiosos asociados, el proceso de enriquecimiento resulta muy difícil. Los métodos de beneficio del mineral de manganeso más utilizados incluyen el beneficio mecánico (lavado, cribado, separación por gravedad, separación magnética fuerte y flotación) y métodos de beneficio especiales (enriquecimiento pirometalúrgico, beneficio químico, etc.).

(1) Lavado y cribado: El mineral de manganeso suele contener lodos, lo que no solo afecta a la ley de los minerales de manganeso, sino que, lo que es más importante, reduce considerablemente la eficacia de los procesos de enriquecimiento posteriores (flotación, separación por gravedad y separación magnética). Por lo tanto, en la minería a cielo abierto o cuando hay mucho lodo, el lavado es el primer paso para eliminar el lodo. El lavado utiliza un lavado hidráulico o un frotado mecánico adicional para separar el mineral del limo; a menudo se utiliza como pretratamiento antes del beneficio. Los equipos de lavado y deslimado de mineral más comunes incluyen cribas de lavado, lavadoras cilíndricas, lavadoras de canal, clasificadores espirales de vertedero bajo e hidrociclones.

El mineral de carbonato de mandac se lava principalmente, por lo general utilizando cribas vibratorias con rociado de agua. El producto que queda sobre la criba es el mineral lavado, mientras que el producto que queda debajo se devuelve a la criba mediante clasificación en espiral y se mezcla con el producto que queda sobre la criba. El rebosado se desecha o se recupera posteriormente como minerales de manganeso. El mineral de óxido de manganeso se lava generalmente una o varias veces utilizando una lavadora de doble espiral con propiedades de frotado más intensas.

(2) Separación por gravedad Separación por gravedad se basa en las diferentes densidades y tamaños de partícula de los distintos minerales. Debido a la diferencia de densidad entre el mineral de manganeso y la ganga silícea, en la mayoría de los casos se puede recurrir a la separación por gravedad para separar los minerales de manganeso de los minerales de ganga. Los equipos de separación por gravedad más utilizados para el enriquecimiento del mineral de manganeso incluyen jigs, concentradores cónicos, concentradores espirales, mesas vibratorias, separadores de tambor, hidrociclones y canales vibratorios que utilizan medios pesados. Los equipos de separación por gravedad tienen diferentes rangos de tamaño de partícula. Las mesas vibrantes separan partículas de 0,5 a 15 mm, los concentradores espirales de 0,075 a 5 mm y las mesas agitadoras de 0,04 a 3 mm. Antes de la separación por gravedad, el mineral se clasifica generalmente en diferentes tamaños de partícula para su beneficio por separado. El mineral de grano grueso se separa normalmente mediante jigs, el de grano medio mediante concentradores cónicos o concentradores espirales, y el de grano fino mediante mesas vibratorias.

Los minerales de óxido de manganeso, como la pirolusita, la malaquita y la limonita, tienen una densidad de unos 4 g/cm³, lo que difiere significativamente de la densidad de la ganga de silicato. La mayoría se separan mediante separación por gravedad. Dado que la diferencia de densidad entre el mineral de carbonato de manganeso y la ganga es relativamente pequeña, las mesas vibratorias y las mesas de sacudida suelen ser ineficaces; solo la separación por medios pesados permite lograr el enriquecimiento. El mineral de carbonato de manganeso suele someterse a un proceso combinado de separación por medios pesados y separación magnética de alta intensidad, descartando la roca circundante en la etapa inicial para restaurar la ley geológica, y separando posteriormente el material en la etapa siguiente.

(3) Alta intensidad Separación magnética. La separación magnética es un método para separar diferentes minerales aprovechando las diferencias magnéticas que existen entre ellos en un campo magnético no uniforme. Es fácil de manejar, no contamina y tiene bajos costes de producción. Los minerales de manganeso tienen un magnetismo débil, y la separación magnética de alta intensidad permite separarlos de los minerales de ganga no magnéticos.

Entre los separadores magnéticos de alta intensidad utilizados a nivel nacional se incluyen: los separadores magnéticos de alta intensidad de los tipos 80-1 y CGD-38, destinados a la separación de mineral de manganeso de grano grueso (10-25 mm); los separadores magnéticos de alta intensidad de los tipos CS-1, CS-2, DQC-1 y CGDE-210, desarrollados por el Instituto de Investigación Minera de Ma’anshan del Grupo China Steel para separar mineral de manganeso de grano medio (1-10 mm); y los separadores magnéticos de alta intensidad de las series SHP y SZC, así como el separador magnético tipo SLon, para la separación de mineral de manganeso de grano fino (0,05-1 mm). Además, el separador magnético de intensidad media con imán permanente de la serie PMHIS, desarrollado por el Instituto de Investigación Minera y Metalúrgica de Changsha, tiene una intensidad de inducción magnética de 1,0 T y un tamaño máximo de partícula de separación de 50 mm.

(4) Flotación de minerales de manganeso a veces se separan mediante flotación. Los diferentes minerales de manganeso tienen distintas capacidades de flotación, y no todos son aptos para este proceso. Entre los minerales de manganeso, la rodocrosita es la que mejor flota, seguida de la pirolusita y la diáspora, mientras que otros minerales de manganeso, especialmente la arcilla de manganeso, son los que peor flotan. Por lo tanto, la flotación solo se utiliza para algunos tipos de rodocrosita de grano fino y lodos de óxido de manganeso. La flotación del mineral de manganeso puede realizarse mediante flotación directa y flotación inversa. Actualmente, tanto a nivel nacional como internacional se utiliza la flotación inversa aniónica. La flotación inversa catiónica se encuentra todavía en fase experimental.

(5) Tostado y separación magnética: El tostado del mineral de carbonato de manganeso elimina principalmente los compuestos volátiles de CO₂ y el agua de cristalización, transformándolo en óxido de manganeso y mejorando así el contenido de manganeso.

Los minerales de óxido de manganeso incluyen principalmente la diáspora, la malaquita y la leucita. En estos minerales, el manganeso se encuentra generalmente en forma de óxidos de alta valencia, como MnO₂, Mn₃O₄ y Mn₂O₃. Los principales minerales de impureza son los óxidos de hierro de alta valencia, Fe₂O₃. Durante la reducción del mineral de óxido de manganeso, los óxidos débilmente magnéticos del mineral se reducen a óxidos magnéticos Fe₃O₄ y γ-Fe₂O₃, lo que permite separar el manganeso y el hierro mediante un separador magnético, mejorando así la ley de manganeso del mineral. Simultáneamente, los óxidos de manganeso de alta valencia presentes en el mineral se reducen a MnO, creando las condiciones para la lixiviación ácida con el fin de tratar el mineral de óxido de manganeso.

El mineral de manganeso con alto contenido en azufre pertenece a la categoría de los minerales metamórficos de carbonato de manganeso, y el objetivo del tostado es eliminar el CO₂ y desazufrarlo.

El tostado del mineral de carbonato de manganeso puede realizarse utilizando hornos circulares, hornos verticales y hornos rotativos. Los hornos circulares y verticales son adecuados para el tostado de mineral en trozos, mientras que los hornos rotativos son adecuados para el procesamiento de mineral fino. (6) Enriquecimiento pirometalúrgico: También conocido como método de escoria rica en manganeso, el enriquecimiento pirometalúrgico es un método de separación para el tratamiento de minerales con alto contenido en fósforo y hierro, y de minerales con bajo contenido en manganeso difíciles de procesar. Básicamente, aprovecha las diferentes temperaturas de reducción del manganeso, el fósforo y el hierro, separándolos selectivamente en un alto horno o un horno eléctrico mediante el control de la temperatura.

(7) Desfosforación externa: La desfosforación externa utiliza como materia prima mineral de manganeso o sinterizado con alto contenido en fósforo. El mineral se refina en un horno eléctrico para obtener una aleación de ferrosilicio-manganeso, que posteriormente se vierte en una cuchara de hierro fundido situada fuera del horno. Se añade un agente desfosforante, seguido de una reacción de agitación para eliminar el fósforo. Este método se puede dividir a grandes rasgos en dos tipos: uno desfosforiza en condiciones reductoras en forma de fosfuros, y el otro desfosforiza en condiciones oxidantes en forma de fosfatos. Ambos métodos tienen sus ventajas y desventajas. El método oxidante es más adecuado para las condiciones de producción en fábrica, mientras que el método reductor tiene una mayor tasa de desfosforación, pero la escoria causa contaminación ambiental. (8) Método de beneficio químico: El tratamiento químico de minerales de manganeso complejos y de baja ley comienza con la lixiviación del mineral. El lixiviado se purifica para obtener una solución pura de sulfato de manganeso. Esta solución puede utilizarse para producir diversos productos de sales de manganeso, incluidos boratos, MnO₂, manganeso electrolítico, aleaciones de manganeso, carbonato de manganeso de alta pureza, sulfato de manganeso, carbonato de manganeso, carbonato de manganeso ácido y nitrato de manganeso. La pirolusita también puede enriquecerse directamente con hidróxido de potasio para producir manganato de potasio, que luego se electroliza para obtener permanganato de potasio. Además, las sales de manganeso de alta pureza pueden producirse directamente a partir de mineral de manganeso virgen. Existen muchos métodos de beneficio químico para el manganeso, siendo los más prometedores el método del ditionito, el método de la malaquita (tostado y lixiviación selectiva con ácido diluido) y el método de lixiviación bacteriana.