提高磷礦品位的單一反浮選試驗

葉 林，姜振勝，余 俊，安 平，周晶晶

(湖北大峪口化工有限責任公司，湖北 鐘祥 431910)

0 引 言

我國磷礦資源豐而不富，大多數均屬難選低品位膠磷礦.關于膠磷礦的浮選已有很多文獻報道[1-5].本研究以貴州某磷礦為試驗礦樣，礦樣中P2O5含量為26.43%、 MgO含量為3.82%，采用一次粗選、一次掃選工藝流程，分別以H2SO4和H3PO4為浮選抑制劑，Yj-1作為浮選捕收劑進行浮選試驗研究，得到了較好的浮選指標.

1 礦石性質

礦樣為貴州某磷礦，根據化學多元素分析，礦石中的有用礦物為磷灰石，主要脈石礦物為SiO2、白云石和方解石等，礦石主要化學成分分析結果見表1.

表1 試驗礦石主要化學組成Table 1 Chemical multi-analysis results of ore

*部分微量元素未檢測出，故總量為98.79%，未達到100%.

2 試驗設備和藥劑

2.1 實驗設備

試驗所用設備及型號見表2所示.

表2 實驗室所用主要設備Table 2 Main apparatus used in experiments

2.2 試驗藥劑

試驗所用化學藥劑為：H2SO4，工業品(98%)；H3PO4，工業品(85%)；捕收劑Yj-1，工業品(2.5%).

3 試驗方法

針對此次試驗礦樣性質，試驗采取單一反浮選工藝，工藝流程見圖1.

圖1 單一反浮選工藝流程圖Fig.1 Flowsheet of single anti-flotation

4 磨礦細度與磨礦時間的關系

磨礦細度的確定是選礦研究中必須考慮的關鍵因素.因為礦樣如果沒有充分研磨到單體解離就很難達到合同規定的選礦指標，但如果過磨不僅造成能耗大、選礦成本高，而且還可能導致礦漿的泥化，造成有用礦物的過粉碎，這將會大大影響選礦藥劑的作用效果以至引起選礦指標的下降.因此，確定最佳磨礦細度對于試驗指標有較大影響.本試驗采用棒磨機作為磨礦設備，確定磨礦濃度為66.7%.綜合考慮磨礦試驗中的各項浮選指標，最后確定-0.074 mm含量為70.2%.磨礦細度試驗結果見圖2.

圖2 磨礦細度試驗Fig.2 Conditions of grinding fineness test

5 藥劑條件試驗

此次浮選試驗采用單因素藥劑條件試驗，試驗工藝流程見圖3所示.

圖3 藥劑條件試驗流程圖Fig.3 Flowsheet of process condition test

5.1 H2SO4用量試驗

試驗條件： Yj-1 0.833 kg/t；浮選機轉速為1 825 r/min；充氣全開.隨著硫酸用量的增加，精礦P2O5品位先升高后降低，回收率也顯現出先升高后降低的趨勢.其原因是隨著硫酸用量的增加，礦漿的pH值逐步趨近于最優條件.綜合考慮精礦P2O5含量、精礦MgO含量和回收率之間關系，選取硫酸用量為17.93 kg/t.試驗結果如圖4、圖5.

圖4 硫酸用量對MgO含量的影響Fig.4 Effects of H2SO4 dosage on content of MgO

圖5 硫酸用量對精礦品位及回收率的影響Fig.5 Effects of H2SO4 dosage on grade of concentrate and recovery

由圖5可知，隨著H2SO4用量的增加，精礦P2O5品位上升幅度先增大后減小，這表明加入適量H2SO4有增強浮選分離效果的作用.綜合考慮精礦P2O5品位、MgO含量與回收率，選取H2SO4用量為17.93 kg/t.

5.2 H3PO4用量試驗

試驗條件與硫酸一致.試驗結果如圖6、圖7所示.

圖6 磷酸用量與對精礦品位及回收率的影響Fig.6 Effects of H3PO4 dosage on grade of concentrate and recovery

由圖6可知，隨著H3PO4用量的增加，精礦P2O5品位上升幅度先增大后減小，精礦P2O5回收率都能達到91%以上，這表明H3PO4作為磷礦抑制劑具有較好的效果.

圖7 磷酸用量對MgO含量的影響Fig.7 Effects of H3PO4 dosage on content of MgO

6 閉路試驗

確定返回中礦在浮選過程中的影響、確定最終浮選條件，需要進行閉路試驗.在不連續的裝置上模仿連續生產過程，完成閉路試驗，即試驗過程中將每組試驗產生的中礦加到下一組試驗的相應點.因為硫酸和磷酸在條件試驗中作為抑制劑時都能得出較好的浮選指標，所以兩種抑制劑都做閉路試驗進行最終的比較.根據藥劑條件試驗，分別對兩種抑制劑進行閉路試驗.試驗工藝流程見圖8、圖9，試驗結果見表3、表4.

6.1 硫酸閉路試驗

圖8 H2SO4閉路試驗流程圖Fig.8 Flowsheet of closed-circuit test of H2SO4

中礦返回過程中加了大量的清水，導致掃選作業pH值上升，試驗中掃選作業分選效果不佳，最終導致尾礦偏高.故在掃選作業中加入2.4 kg/t H2SO4調節pH值.

表3 閉路試驗結果Table 3 Results of closed-circuit test

從表3結果得出，使用硫酸作為抑制劑時，當浮選流程處于平衡狀態時，精礦平均品位為31.69%，MgO含量平均為0.89%，回收率平均為96.95%，浮選指標滿足試驗要求.

6.2 磷酸閉路

圖9 H3PO4閉路試驗流程圖Fig.9 Flowsheet of closed-circuit test of H3PO4

考慮到掃選過程中加入了大量的清水，故在掃選中加入0.47 kg/t H3PO4調節pH值.閉路試驗結果見表4.

從表4結果得出，使用磷酸作為抑制劑時，當浮選流程處于平衡狀態時，精礦平均品位為31.63%，MgO含量平均為0.98%，回收率平均為97.01%，浮選指標滿足試驗要求.

表4 閉路試驗結果Table 4 The results of closed-circuit test

7 結 語

a. 經試驗礦樣分析可知，所取礦樣P2O5品位為26.43%，有害雜質MgO含量3.82%，-0.074 mm含量為70.2%時，礦石單體解離最優.

b. 試驗采用的單一反浮選工藝可以將原礦中的氧化鎂從3.82% 降低到0.98%， 而且浮選在常溫下進行不需要加溫, 可以有效降低成本.

c. 使用硫酸和磷酸作為抑制劑時精礦指標都較好，指標相差不大，由于磷酸價格較高，建議選擇硫酸做為抑制劑.

d. 最終精礦指標：使用單一反浮選工藝，精礦中P2O531.69%，MgO 0.89%, 回收率96.95%，表明浮選指標較好.

參考文獻：

[1] 鄭其.膠磷礦的反浮選[J].中國礦業, 1998(2):59-62.

[2] 羅惠華.抑制劑W98在甕福磷礦反浮選中的選礦研究[J].武漢化工學院學報，2002(12): 49-52.

[3] 姜小明，楊遠敏，曾理.沙特某硅鈣質磷礦不脫泥直接浮選的試驗研究[J].化工礦物與加工，2011,40(10)：11-15.

[4] 蘇迪，解田，邱樹毅.某硅鈣質膠磷礦雙反浮選工藝的研究[J].化工礦物與加工，2009(10)：4-5.

[5] 孫洪麗，岳輝，劉全軍.磷礦脫鎂降硅進展及趨勢[J].礦業工程，2006(4)：24-26.