锰铁合金但我国锰矿成分结构复杂,有害杂质及伴生金属含量高,特别是高磷锰矿石、高铁锰矿石以及含有伴生、共生其他金属和杂质的锰矿石,在我国锰矿储量中占有很大的比例。为了充分利用我国储量巨大的高磷锰矿,研究行之有效的脱磷方法是必须的。2概况2.1机械脱磷机械脱磷一般有磁选、浮选和重选,胡永平[1]采用高梯度磁选对花垣锰矿进行了脱磷分选研究,可以获得P/Mn比值较低的精矿,但是存在锰的回收率低,能源设备消耗较大的问题。Kanungo[2]采用跳汰-湿式强磁选工艺对易碎高磷低品位锰矿石进行了分选,但是锰矿中磷可能存在复杂共生关系,使得脱磷效果均不佳。苏恩清[3]采用磁选-浮选磷灰石对团山沟高磷低锰矿进行脱磷,因磷灰石在磨矿过程中单体解离程度较高,获得了良好的锰矿石选别效果。由此可以看出,机械分选对简单含磷锰矿效果较好,但是当该锰矿成分,特别是物相组成复杂时,机械脱磷无法处理。2.2湿法脱磷湿法脱磷以黑锰矿法为典型,是湖南花垣型锰矿的典型生产方法。具体为强磁选-焙烧浸出工艺[4],该工艺将磁选后菱锰矿焙烧为黑锰矿,利用黑锰矿不溶于稀酸的特性,用稀酸浸出脱磷,浸出渣即为锰精矿,该方法可以将P/Mn比值降低到0.003限值以下,锰矿品位从18.20%提高到35.95%,锰金属回收率达82.11%,但是其工艺流程较长,对工艺参数,特别是焙烧和浸出温度,较为敏感。由于黑锰矿法耗酸量大,有人提出在焙烧过程加入氯化钙[5],减少后续工艺对酸的消耗量,并获得可喜成果,用此法处理花垣锰矿,锰回收率达98%,P/Mn比值由0.013降到0.0021,磷浸出率达85%。所得技术指标优于传统方法,盐酸用量减少78%,该工艺可以降低设备的腐蚀和废水处理成本。锰铁合金用稀强酸湿法浸出脱磷工艺比较简单,脱磷效率高,但是稀酸的酸耗大,在完成磷元素的浸出后仍然有大量的酸液残留,对设备和环境影响较为突出,废液处理成本较高。2.3焙烧脱磷由于花垣锰矿的生产工艺较复杂,环境影响较大,毛钜凡教授[6]提出了强磁选-焙烧工艺流程处理花垣菱锰矿,先将碳酸锰强磁选,然后利用热法磷酸方法,挥发出磷蒸气,以达到富锰降磷效果,但是磷单质在高温下不稳定,环境影响较大,设备要求高,能耗大,生产成本高。由于印度也多产高磷锰矿,他们采用还原焙烧磁选工艺处理沉积岩铁锰矿石[7],使得该高磷锰矿的锰品位提高到40%左右,Mn/Fe比值提高到10左右,而且60%的磷被磁选除去,使得磷品位降低至0.27%左右,其可以直接用于锰铁合金的生产。焙烧脱磷可以明显脱出磷,但对低锰矿的锰品味提升效果不显著,且需要加入过量的焙烧剂,物料不可能充分利用,使得焙烧成本高。2.4炉外脱磷炉外脱磷法是将高磷锰矿直接投入电炉内,高温熔炼,制成硅锰合金,然后在炉外铁水包内加入脱磷剂生成Ca3P2,磷元素被CaO-CaF2造渣剂造渣除去,该方法适于冶炼中低碳锰铁[8]。炉外脱磷是将铁水的脱磷过程与锰矿的脱磷过程合并,节约了锰矿脱磷的处理工序,但是当需要低磷锰矿单一产品时,就不可行了。2.5微生物脱磷微生物处理高磷矿物资源的机理,与通常的生物冶金的方法类似,一般是认为微生物代谢产物中的有机酸将磷灰石溶解,达到脱磷的目的,但是微生物菌种容易产生变异,对磷的脱除效果不稳定,现只处于实验室研究阶段[9]。3总结磷在锰矿中存在形态多种多样,主要分为两大类,与锰矿物相分离和与锰元素类质同像,锰铁合金当高磷锰矿属于前者时,其分离过程较容易,当属于后者时,其分离过程往往流程长,处理效果不佳。