北方低品位磷礦浮選捕收劑的研制與應用

吳艷妮,魏祥松,陳南華,楊麗珍,丁曉姜,李 艷

(中化地質礦山總局地質研究院,河北 涿州 072754)

0 引 言

我國北方低品位磷礦主要集中在河北、遼寧、吉林、內蒙、山東、新疆等省區,探明儲量中,晶質磷灰石礦(包括內生磷礦,變質巖漿型磷灰石礦及基性火山巖變質磷灰石礦)占93%,該類型磷礦品位一般都很低,P2O5含量3%～6%[1].該區域平均品位亦世界最低(世界磷礦總體品位在5%～40%之間),生產磷精礦的企業很少,磷肥企業和農資市場磷的缺口極大,需要大量買進磷礦石和磷肥,形成了南磷北運的特有中國國情,極易受運力、運價等的影響[2],因此開發利用北方低品位磷礦已勢在必行.

北方低品位磷礦含磷低,選礦比大,生產成本高,但大多結晶完整、粗大,可選性好,屬于易選礦石,選擇該類礦石的浮選工藝、藥劑制度簡單,易于實現工業化,且該類礦石中一般都含有Fe、Ti、V、稀土等有益伴生組分,綜合利用價值顯著[2].為了有效利用北方低品位磷礦,降低選礦生產成本,目前,針對該類型礦石主攻方向就是研制高效、價廉的磷礦物浮選捕收劑.

1 磷礦物浮選捕收劑的研制

近幾年,浮選藥劑的發展主要集中于以下兩方面:一是衍生化以改善浮選捕收劑的選擇性及水溶性,其主要趨向是研制或選用多官能團化合物;二是針對復合/混合捕收劑的研究,目的是降低浮選溫度,通過優化配方提高浮選效果、節約選礦成本[3].

筆者所述的研究方向是以動植物油脂化工廢棄副產品為主體原料,既達到了廢物再利用,又能大幅降低原料成本.為了優化主體捕收劑的性能,配以適量的增效劑,利用增效劑的增溶、乳化、潤濕、助懸、起泡等性能,使主體捕收劑在礦漿中高度分散,捕收劑分子不能相互接近形成膠束,從而有效提高主體捕收劑的分散、發泡、潤濕、滲透等性能.

對采集的各種主體原料及增效劑原料,通過檢測分析,達到要求的,進行化學加工合成或改性,對比試驗研究,深入優化配方,最后擇優研制出一種適宜北方低品位磷礦浮選的捕收劑AW-25.

2 AW-25捕收劑的應用試驗

2.1 試驗礦樣

試驗所用的礦樣采自河北某低品位磷礦.磷灰石與角閃石、黑云母、斜長石、輝石、鈦鐵礦等密切共生,少數磷灰石單晶被包于角閃石、黑云母、斜長石、鈦磁鐵礦顆粒之中,磷灰石粒度以細粒級為主,多數分布于0.1～0.3 mm范圍內.原礦化學組分分析見表1.

表1 原礦化學分析結果

2.2 AW-25應用試驗

本次試驗采用一粗一掃兩精中礦順序返回的工藝流程,用水玻璃抑制硅酸鹽脈石,AW-25作為捕收劑浮選磷礦物.試驗重點考查應用AW-25捕收劑,在不同磨礦細度、不同溫度下的選別指標和浮選時的泡沫現象.試驗原則工藝流程見圖1,不同磨礦細度、溫度閉路流程試驗結果見表2.

2.3 AW-25其他應用試驗結果

AW-25應用于其他低品位磷礦選礦試驗結果見表3.

2.4 試驗結果與討論

從浮選現象看,使用AW-25,泡沫礦化好,泡不發粘,易消泡,不會出現使用石蠟皂類捕收劑泡沫粘、精礦不易后處理等問題.

從浮選試驗結果看,采用AW-25能夠獲得較好的選礦指標,該藥劑具有較好的捕收性、選擇性及耐低溫性,適宜北方選礦廠浮選低品位磷礦使用.

圖1 試驗原則工藝流程

表2 閉路流程試驗結果

表3 AW-25其他應用試驗結果

3 結 語

a. AW-25是一種價廉、無毒、性能穩定的磷礦物浮選捕收劑,具有較好的捕收性、選擇性和耐低溫性,同時還具有較好的生物降解性能,適宜在四季溫差較大的北方低品位磷礦山使用.

b. 采用AW-25,對北方多個礦山低品位磷礦進行試驗,無論從浮選現象還是試驗指標上看,均取得了較滿意的結果.以該研究為基礎,根據北方不同低品位磷礦石的特性,建議進一步對該類型藥劑進行改性或優化配方,研制出一批專屬性更強的系列捕收劑,更好的提高資源利用率和企業經濟效益.

參考文獻:

[1]夏學惠,東野脈興.中國北方內生低品位磷鐵礦床綜合利用前景[J].北京:中國大地出版社,2005.

[2]楊麗珍,魏祥松.北方低品位磷礦綜合回收的選礦研究及應用[J].化工礦產地質,2007,29(1):27-30.

[3]黃齊茂,向平,羅惠華,等.新型復合捕收劑常溫浮選某膠磷礦試驗研究[J].化工礦物與加工,2010(4):1-4.

Abstract: In order to use the low-grade phosphate ore effectively and reduce the dressing production cost,we have developed a low-price collector AW-25, using the chemical abandoned-byproducts of the animal fat and vegetable oil as main body raw material, and maching the right amount of synergist. The experiment results showed that we can obtain the satisfied dressing index, and the collector had better collection, selectivity and low-temperature resistance.It’s suitable for north low-grade phosphate ore flotation.

Keywords: low-grade; phosphate ore; flotation; collector