métodos de beneficiamento de minério de manganês

A grande maioria dos minérios de manganês No meu país, os minérios de manganês são de baixo teor e exigem beneficiamento. No entanto, como a maioria dos minérios de manganês é de grão fino ou micrograno e contém uma quantidade considerável de fosfato, ferro e metais benéficos associados, o beneficiamento é muito difícil. Os métodos de beneficiamento de minério de manganês comumente utilizados incluem o beneficiamento mecânico (lavagem, peneiramento, separação por gravidade, separação magnética forte e flotação) e métodos especiais de beneficiamento (enriquecimento pirometalúrgico, beneficiamento químico, etc.).

(1) Lavagem e peneiramento: O minério de manganês geralmente contém lodo, o que não apenas afeta o teor dos minerais de manganês, mas, mais importante ainda, prejudica gravemente a eficácia dos processos de beneficiamento subsequentes (flotação, separação por gravidade e separação magnética). Portanto, na mineração a céu aberto ou quando há grande quantidade de lodo, a lavagem é a primeira etapa para remover o lodo. A lavagem utiliza lavagem hidráulica ou esfregamento mecânico adicional para separar o minério do lodo; é frequentemente utilizada como pré-tratamento antes do beneficiamento. Os equipamentos comumente utilizados para lavagem e deslimagem de minério incluem peneiras de lavagem, lavadoras cilíndricas, lavadoras de calha, classificadores espirais de barragem baixa e hidrociclones.

O minério de carbonato de Mandac é, em sua maioria, lavado, geralmente por meio de peneiras vibratórias com pulverização de água. O produto que fica sobre a peneira é o minério lavado, e o produto que fica abaixo da peneira é devolvido à peneira por meio de classificação em espiral e combinado com o produto que ficou sobre a peneira. O excesso é descartado ou posteriormente recuperado como minerais de manganês. O minério de óxido de manganês é geralmente lavado uma ou várias vezes por meio de uma lavadora de calha em espiral dupla, que possui propriedades de esfregamento mais intensas.

(2) Separação por gravidade Separação por gravidade baseia-se nas diferentes densidades e tamanhos de partículas dos diversos minerais. Devido à diferença de densidade entre o minério de manganês e a ganga de silicato, a separação por gravidade pode ser utilizada para separar os minerais de manganês dos minerais de ganga na maioria dos casos. Os equipamentos de separação por gravidade comumente utilizados para o beneficiamento do minério de manganês incluem jigs, concentradores cônicos, concentradores espirais, mesas vibratórias, separadores de tambor, hidrociclones e eclusas vibratórias que utilizam meios pesados. Os equipamentos de separação por gravidade têm diferentes faixas de tamanho de partículas. Os jigs separam partículas de 0,5 a 15 mm, os concentradores espirais de 0,075 a 5 mm e as mesas vibratórias de 0,04 a 3 mm. Antes da separação por gravidade, o minério é geralmente separado em diferentes tamanhos de partículas para beneficiamento separado. O minério de granulometria grossa é normalmente separado por meio de jigs, o de granulometria média por meio de concentradores cônicos ou espirais e o de granulometria fina por meio de mesas vibratórias.

Os minérios de óxido de manganês, como a pirolusita, a malaquita e a limonita, têm uma densidade de cerca de 4 g/cm³, o que difere significativamente da densidade da ganga de silicato. A maioria é separada por meio de separação por gravidade. Como a diferença de densidade entre o minério de carbonato de manganês e a ganga é relativamente pequena, jigs e mesas vibratórias geralmente são ineficazes; somente a separação por meios pesados consegue alcançar o enriquecimento. O minério de carbonato de manganês costuma passar por um processo combinado de separação por meios pesados e separação magnética de alta intensidade, descartando a rocha circundante na etapa inicial para restaurar o teor geológico e, em seguida, separando ainda mais o material na etapa subsequente.

(3) Alta intensidade Separação magnética. A separação magnética é um método de separar diferentes minerais, aproveitando as diferenças magnéticas entre eles em um campo magnético não uniforme. É simples de operar, não causa poluição e apresenta baixos custos de produção. Os minerais de manganês apresentam magnetismo fraco, e a separação magnética de alta intensidade permite separar esses minerais dos minerais de ganga não magnéticos.

Os separadores magnéticos de alta intensidade utilizados no mercado interno incluem: os separadores magnéticos de alta intensidade dos tipos 80-1 e CGD-38, destinados à separação de minério de manganês de grãos grossos (10-25 mm); os separadores magnéticos de alta intensidade dos tipos CS-1, CS-2, DQC-1 e CGDE-210, desenvolvidos pelo Instituto de Pesquisa Mineira de Ma’anshan do Grupo China Steel para a separação de minério de manganês de granulometria média (1 a 10 mm); e os separadores magnéticos de alta intensidade das séries SHP e SZC, bem como o separador magnético do tipo SLon, para a separação de minério de manganês de grãos finos (0,05–1 mm). Além disso, o separador magnético de intensidade média com ímã permanente da série PMHIS, desenvolvido pelo Instituto de Pesquisa de Mineração e Metalurgia de Changsha, possui uma intensidade de indução magnética de 1,0 T e um tamanho máximo de partícula de separação de 50 mm.

(4) Flotação de minerais de manganês são, por vezes, separados por meio de flotação. Diferentes minerais de manganês apresentam diferentes graus de flutuabilidade, e nem todos os minerais de manganês são adequados para a flotação. Entre os minerais de manganês, a rodocrosita apresenta a melhor flutuabilidade, seguida pela pirolusita e pela diáspora, enquanto outros minerais de manganês, especialmente a argila de manganês, apresentam a pior flutuabilidade. Portanto, a flotação é utilizada apenas para alguns tipos de rodocrosita de grão fino e lodo de óxido de manganês. A flotação de minério de manganês pode ser realizada por meio da flotação direta e da flotação reversa. Atualmente, a flotação reversa aniônica é utilizada tanto no mercado nacional quanto internacional. A flotação reversa catiônica ainda se encontra em fase experimental.

(5) Separação magnética por torrefação: A torrefação do minério de carbonato de manganês remove principalmente os compostos voláteis de CO₂ e a água de cristalização, transformando-o em óxido de manganês e, assim, melhorando o teor de manganês.

Os minérios de óxido de manganês incluem principalmente a diáspora, a malaquita e a leucita. Nesses minerais, o manganês geralmente se apresenta na forma de óxidos de alta valência, como MnO₂, Mn₃O₄ e Mn₂O₃. Os principais minerais impuros são os óxidos de ferro de alta valência, como o Fe₂O₃. Durante a redução do minério de óxido de manganês, os óxidos fracamente magnéticos presentes no minério são reduzidos a óxidos magnéticos, como Fe₃O₄ e γ-Fe₂O₃, permitindo que o manganês e o ferro sejam separados por meio de um separador magnético, melhorando assim o teor de manganês do minério. Simultaneamente, os óxidos de manganês de alta valência presentes no minério são reduzidos a MnO, criando condições para a lixiviação ácida no tratamento do minério de óxido de manganês.

O minério de manganês com alto teor de enxofre pertence à categoria dos minérios metamórficos de carbonato de manganês, e a torrefação tem como objetivo remover o CO₂ e dessulfurá-lo.

A torrefação do minério de carbonato de manganês pode ser realizada utilizando fornos circulares, fornos verticais e fornos rotativos. Os fornos circulares e verticais são adequados para a torrefação de minério em pedaços, enquanto os fornos rotativos são adequados para o processamento de minério fino. (6) Enriquecimento pirometalúrgico: Também conhecido como método da escória rica em manganês, o enriquecimento pirometalúrgico é um método de separação para o tratamento de minérios com alto teor de fósforo e ferro, e de minérios com baixo teor de manganês que são difíceis de processar. Essencialmente, ele utiliza as diferentes temperaturas de redução do manganês, do fósforo e do ferro, separando-os seletivamente em um alto-forno ou forno elétrico por meio do controle da temperatura.

(7) Desfosforização externa: A desfosforização externa utiliza minério de manganês com alto teor de fósforo ou sinterizado como matéria-prima. O minério é refinado em um forno elétrico, resultando em uma liga de ferrossilício-manganês, que é então colocada em uma concha de ferro fundido fora do forno. Adiciona-se um agente desfosforante, seguido de uma reação por agitação para remover o fósforo. Esse método pode ser dividido, de maneira geral, em dois tipos: um realiza a desfosforização em condições redutoras na forma de fosfetos, e o outro, em condições oxidantes na forma de fosfatos. Ambos os métodos têm suas vantagens e desvantagens. O método oxidante é mais adequado para as condições de produção em fábrica, enquanto o método redutor apresenta uma taxa de desfosforização mais elevada, mas a escória causa poluição ambiental. (8) Método de Beneficiamento Químico: O tratamento químico de minérios de manganês complexos e de baixo teor começa com a lixiviação do minério. O lixiviado é purificado para se obter uma solução pura de sulfato de manganês. Essa solução pode ser usada para produzir diversos produtos à base de sais de manganês, incluindo boratos, MnO₂, manganês eletrolítico, ligas de manganês, carbonato de manganês de alta pureza, sulfato de manganês, carbonato de manganês, carbonato de manganês ácido e nitrato de manganês. A pirolusita também pode ser beneficiada diretamente com hidróxido de potássio para produzir manganato de potássio, que é então eletrolisado para se obter permanganato de potássio. Além disso, sais de manganês de alta pureza podem ser produzidos diretamente a partir do minério de manganês virgem. Existem muitos métodos de beneficiamento químico para o manganês, sendo os mais promissores o método da ditionita, o método da malaquita (tostação e lixiviação seletiva com ácido diluído) e o método de lixiviação bacteriana.