膠磷礦不同磨礦細度單體解離度測定及其浮選應用

楊穩權，方世祥，龐建濤，何海濤，張澤強

（1．云南磷化集團有限公司磷資源開發利用工程技術研究分公司，云南 昆明 650113；2．武漢工程大學資源與土木工程學院，湖北 武漢 430074）

0 引 言

在我國，磷礦浮選廠對其流程的檢查、監控及選礦產品的質量控制基本上停留在以化學分析為主的手段上，而對其流程產品的解離度考察工作并不多，對其流程的可優化程度并不十分清楚，浮選廠追求流程的穩定更甚于追求流程的最佳，流程優化的工作力度不夠大［1］．工藝礦物學檢測在一般的甚至是較大型的中國礦山企業基本不存在［2］．

從事膠磷礦浮選的大部分研究人員或是生產技術人員僅僅是通過簡單的浮選試驗研究，獲得一個較為“理想的選別指標”，特別是獲得一個較為理想的精礦回收率指標［3－8］，而具體的最佳的精礦選別指標是多少，沒有明確的依據．實際的精礦回收率與理論回收率差值越小，說明其浮選指標越好．本文通過對云南海口磷礦區中低品位膠磷礦在不同磨礦細度下礦石單體解離度的測定［3］，結合浮選不同工藝流程試驗研究，使精礦回收率趨近于理論回收率．

1 原礦性質

原礦多元素化學分析結果如表1所示．

表1 原礦多元素化學分析結果Table 1 Chemical analysis of raw ore

從表1可以看出：試驗礦樣為硅鈣質磷塊巖，表現為低磷高鎂，硅含量中等，R2O3（Fe2O3和Al2O3的總量）含量低，主要有用礦物為膠磷礦，主要脈石礦物為白云石和硅質礦物．對此種礦石可以通過簡單的反浮選脫除碳酸鹽雜質并可獲得滿足下游用戶要求的濕法磷酸用磷精礦．

2 不同磨礦細度下磷礦石單體解離度測定

2．1 單體解離度測定方法

在偏光顯微鏡下觀測時，－0．030 8 mm粒級的礦樣制樣和測定都很難，而－0．030 8 mm粒級礦樣中有用礦物膠磷礦基本呈解離狀態，少數的連生體利用磨礦的方法使其解離難度很大，成本也不劃算，所以此次測定僅對＋0．030 8 mm粒級的各個礦樣進行單體解離度測定．同時，在單體解離度測定過程中，由于在現有技術經濟條件下，通過磨礦的方法解離礦樣中嵌布粒度小于0．01 mm的脈石礦物是不行的，因此在以下測定過程中把嵌布粒度小于0．01 mm的包裹體看成了膠磷礦的組成部分［4］．

2．2 不同磨礦細度下磷礦石粒度分布

不同磨礦細度下磷礦石粒度分布如表2所示．

表2 不同磨礦細度下磷礦的粒度分布Table 2 Size distribution of phosphate ore particles under different grinding fineness

從表2可以看出，隨著磷礦石磨礦細度的增大，－0．030 8 mm粒級的占有率不斷增大，＋0．076 mm粒級占有率不斷減小，－0．076～＋0．030 8 mm粒級的占有率也不斷減小．

2．3 不同磨礦細度下磷礦石單體解離度測定

不同磨礦細度下磷礦石單體解離度測定結果見表3．

表3 不同磨礦細度單體解離度測定結果Table 3 Determination results of monomer dissociation degree under different grinding fineness

表3中，①－0．030 8mm膠磷礦的單體解離度按99%計算；② 礦樣的最高理論回收率［5］計算如公式（1）和（2）．

式中：εn為該粒級的礦樣回收率；Q單為該粒級礦樣中單體有用礦物的質量；Q≥1／2為該粒級礦樣中有用礦物占礦石顆粒1／2以上有用礦物的質量；Q總為該粒級礦樣中有用礦物的總質量；ε總為礦樣總的回收率；ε＋0．076為＋0．076粒級礦樣的回收率；γ＋0．076為 礦樣＋0．076 粒級的產率；ε－0．076～＋0．0308為－0．076＋0．030 8粒級礦樣的回收率；γ－0．076～＋0．0308為礦樣－0．076＋0．030 8粒級的產率；ε－0．0308為－0．030 8粒級礦樣的回收率；γ－0．0308為礦樣－0．030 8粒級的產率．

由公式（1）和（2）計算可得礦樣的最大理論回收率．

3 浮選試驗研究結果

3．1 不同磨礦細度試驗結果

浮選試驗工藝流程及條件如圖1，結果見表4．

圖1 磨礦細度試驗工藝流程圖Fig．1 Grinding fineness test process flow diagram

表4 不同磨礦細度試驗研究結果Table 4 Test results of different grinding fineness

從表4可以看出：隨著磨礦細度（－0．076 mm含量）的增加，精礦產率、回收率逐漸減小，脫鎂率先增加后減少．綜合比較試驗結果，選擇磨礦細度－0．076 mm占88%較為合適．

3．2 全流程閉路試驗結果

從不同磨礦細度（－0．076 mm含量84%～95%）試驗結果來看，隨著磨礦細度的增加，精礦回收率與理論最大回收率之間相差8%～9%，說明僅通過增加磨礦細度不能使精礦指標達到最優，還需要通過優化流程結構和藥劑制度，盡可能的增加精礦回收率．全流程浮選試驗工藝流程及條件如圖2，結果見表5．

圖2 閉路試驗工藝流程圖Fig．2 The flowsheet of closed－circuit test

表5 閉路試驗結果Table 5 The results of closed－circuit test

從表5可以看出：在該磨礦細度下，通過優化流程結構和藥劑制度，精礦回收率達到91．24%，精礦回收率提高了2．33%．說明優化流程結構和藥劑制度能有效地提高精礦回收率．

4 結果討論與建議

a．測定了不同磨礦細度下膠磷礦的單體解離度，并分別計算了最大理論回收率．

b．在選定膠磷礦最佳磨礦細度為－0．074 mm占88%時，計算的最大理論回收率為95．71%，通過浮選試驗研究，獲得了精礦回收率為91．24%，與最大理論回收率僅相差4．47%．回收率相對值＝ε實／εmax×100＝95．33%，該值表示精礦中有用礦物磷酸鹽礦物的回收率［6］，該值越高說明精礦磷酸鹽礦物的浮選回收率越高，浮選分選性越好．

c．建議對膠磷礦所有浮選生產開展單體解離度進行測定，以判定浮選工藝流程是否合理，浮選各項指標是否最佳．

致謝

本研究得到云南磷化集團有限公司提供的經費資助，謹此致謝！

［1］肖儀武．工藝礦物學新進展［C］／／彭觥，汪貽水，孫振寧，等．當代礦山地質地球物理新進展．長沙：中南大學出版社，2004：212－216．

［2］賈木欣．國外工藝礦物學進展及發展趨勢［J］．礦冶，2007，2（16）：95－99．JIA Mu－xin．Process mineralogy progress and its trend abroad［J］．Mining ＆Metallurgy，2007，2（16）：95－99．

［3］許時．礦石可選性研究［M］．北京：冶金工業出版社，1987：41．

［4］劉光碧．晉寧磷礦中低品位磷塊巖內膠磷礦的工藝特征［J］．云南冶金，1998，27（1）：57－59．

［5］周樂光．工藝礦物學［M］．北京：冶金工業出版社，2007．

［6］Metso．Basics in Minerals Processing［EB／OL］．http：／／www．metso．com／miningandconstruction／mm＿segments．nsf／Web WID／WTB－041213－2256F－43973＃．Uz5g N7KBSuo，2014－04－04．

［7］TYURNIKOVA V I，NAUMOV M E．Improving the effectiveness of flotation［M］．Moscow：Nedra Ltd．，1981：229．

［8］WHELAN P F，BROWN D J．Particle－Bubble attachment in froth flotation［J］．Bulletin of the Institute of Mining and Metallurgy，1956，591：181－192．