從磷鐵共生礦石中浮選磷灰石試驗研究

劉志超，李 廣，強錄徳，李春風，陳天寶，馬 嘉，武翠蓮

(核工業北京化工冶金研究院，北京 101149)

從磷鐵共生礦石中浮選磷灰石試驗研究

劉志超，李 廣，強錄徳，李春風，陳天寶，馬 嘉，武翠蓮

(核工業北京化工冶金研究院，北京 101149)

研究了從國外某磷鐵共生礦石中浮選磷灰石。用BK420-C作捕收劑，經過一次粗選、一次掃選、三次精選，浮選精礦中P2O5品位為35.01%，回收率為52.81%，浮選效果較好。

磷鐵共生礦石；磷灰石；浮選

磷礦富礦資源日漸減少，貧礦的選礦研究越來越受重視。浮選是選別磷礦石的最有效方法之一[1-3]。國外某磷鐵共生礦石中磷與磁性鐵的品位都較低，其中P2O5品位為8.70%，磁性鐵品位為18.02%。礦石中含微粒鐵礦物、磷灰石、石英及非晶質礦物。前期研究結果表明，磷精礦中P2O5品位為23.68%時，回收率僅為34.73%。研究提高浮選精礦中磷品位和回收率，對提升該礦石的綜合利用價值、最大化回收磷資源具有重要意義。

1 礦石性質

磷鐵共生礦石中，金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等，另有少量鈦鐵礦、金紅石、燒綠石、鈮鈣礦、獨居石、鋯石及斜鋯石等；非金屬礦物主要為石英、磷灰石。礦石中含有微粒鐵礦物、磷灰石、石英及非晶質礦物。磷鐵共生礦石化學物相分析結果表明，鐵主要以磁鐵礦及赤鐵礦、褐鐵礦形式產出，磷主要以磷灰石形式存在。礦樣ICP光譜分析結果見表1，多元素分析結果見表2。

表1 礦樣ICP光譜分析結果 %

表2 礦樣多元素分析結果 %

2 浮選試驗

2.1 粗選條件試驗

2.1.1 礦石粒度對磷浮選效果的影響

試驗條件：調整劑碳酸鈉用量4.0 kg/t，抑制劑水玻璃用量800 g/t，捕收劑BK420-C用量1.0 kg/t，采用一次粗選試驗流程，礦石粒度對磷浮選效果的影響試驗結果如圖1所示。

圖1 礦石粒度對磷浮選效果的影響

由圖1看出，隨礦石粒度-74 μm占比增大，精礦中P2O5品位逐漸減低，但回收率逐漸升高。磨礦細度變細會導致礦石泥化加劇，浮選精礦中混入的細泥脈石礦物增多，綜合考慮，選取礦石粒度-74 μm占85%較為適宜，此條件下，精礦P2O5品位為24.60%，回收率為54.86%。

2.1.2 碳酸鈉用量對磷浮選效果的影響

礦漿pH直接或間接影響礦物的可浮性。經驗表明，調節礦漿pH往往可以改善磷灰石的浮選效果[4-5]。

試驗條件：礦石粒度-74 μm占85%，水玻璃用量800 g/t，BK420-C用量1.0 kg/t，采用一次粗選試驗流程。碳酸鈉用量對磷浮選效果的影響試驗結果如圖2所示。

圖2 碳酸鈉用量對磷浮選效果的影響

由圖2看出，隨碳酸鈉用量增大，浮選精礦P2O5品位逐漸升高，回收率先升高后降低。綜合考慮，確定碳酸鈉適宜用量為3.0 kg/t，此條件下，精礦P2O5品位為20.01%，回收率為59.72%。

2.1.3 水玻璃用量對磷浮選效果的影響

水玻璃是礦泥的有效分散劑和脈石礦物抑制劑，對石英、螢石、方解石等的浮選有較好的抑制作用[6-7]。

試驗條件：礦石粒度-74 μm占85%，碳酸鈉用量3.0 kg/t，BK420-C用量1.0 kg/t，采用一次粗選試驗流程。水玻璃用量對磷浮選效果的影響試驗結果如圖3所示。

圖3 水玻璃用量對磷浮選效果的影響

由圖3看出，隨水玻璃用量增加，精礦P2O5品位逐漸升高。水玻璃用量較少時，進入粗精礦中的礦泥量較大，細泥對精選作業產生不利影響。在獲得較高P2O5回收率的同時，應能有效分散與抑制泥化脈石礦物，以利于后續獲得較理想的磷精礦，所以，水玻璃用量以1.0 kg/t較為合適，此條件下精礦P2O5品位18.41%，回收率60.87%。

2.1.4 捕收劑種類對磷浮選效果的影響

浮選磷礦時,通常采用陰離子型(帶磺基或羧基)表面活性捕收劑[8-9]。

試驗條件：礦石粒度-74 μm占85%，碳酸鈉用量3.0 kg/t，水玻璃用量1.0 kg/t，捕收劑用量1.0 kg/t，采用一次粗選試驗流程。捕收劑種類對磷浮選效果的影響試驗結果見表3。

表3 捕收劑種類對磷浮選效果的影響

由表3看出，用有機酸類BK420-C作捕收劑，浮選所得精礦P2O5品位和回收率指標均較好，精礦產率為25.62%，P2O5品位為19.84%，P2O5回收率為60.83%。

2.1.5 捕收劑BK420-C用量對磷浮選效果的影響

有機酸類捕收劑BK420-C對磷有較好的浮選效果，其捕收效果明顯優于常用的其他氧化物捕收劑。

試驗條件：礦石粒度-74 μm占85%，碳酸鈉用量3.0 kg/t，水玻璃用量1.0 kg/t，采用一次粗選試驗流程。捕收劑BK420-C用量對磷浮選效果的影響試驗結果如圖4所示。

圖4 BK420-C用量對磷浮選效果的影響

由圖4看出，隨捕收劑BK420-C用量增加，P2O5品位降低，回收率升高。為防止BK420-C用量過大使浮選選擇性變差，浮選指標惡化，影響后續磷灰石與脈石礦物的分離，綜合考慮，確定捕收劑BK420-C用量以1.0 kg/t為宜。

2.2 閉路試驗

在粗選試驗、精選試驗、精選開路試驗基礎上，經過參數優化和必要的工藝條件調整后，進行閉路浮選試驗，采用一粗一掃三精工藝流程。工藝流程如圖5所示，試驗結果見表4。

表4 閉路試驗結果

由表4看出，浮選精礦產率為12.77%，P2O5品位為35.01%，P2O5回收率為52.81%。所得精礦的P2O5品位和回收率都比較理想。

圖5 閉路試驗工藝流程

3 結論

國外某磷鐵共生礦石中的磷主要以磷灰石形式存在，呈細粒狀、微脈狀分布。采用一次粗選、一次掃選、三次精選工藝流程，以BK420-C作捕收劑，可獲得質量較好的浮選精礦，適宜條件下，精礦產率12.77%，P2O5品位35.01%，P2O5回收率52.81%。該工藝簡單易行，磷浮選效果較好，可以顯著提高磷鐵共生礦石的開發利用價值。

[1] 駱兆軍，王文潛，錢鑫．磷礦浮選進展[J]．化工礦物與加工，1999(7):1-3．

[2] 譚明，魏明安．磷礦選礦技術進展[J]．礦冶，2010，19(4):1-6．

[3] 余新文，楊曉軍，高榮喜，等．某低品位磷礦石選礦試驗研究[J]．有色金屬(選礦部分)，2009(3):18-20．

[4] 余秀英，夏青，邱延省．難處理磷灰石浮選回收試驗研究[J]．四川有色金屬，2012(2):28-32．

[5] 孫克己，盧壽慈，王淀佐，等．弱磁性鐵礦石脫磷選礦試驗研究[J]．中國礦業，1999，8(6):61-63．

[6] 戴玉華，邱廷省，羅仙平．某銅尾礦中磷灰石的浮選回收試驗研究[J]．金屬礦山，2005(8):67-70．

[7] 楊勇，朱孔金，錢押林．遼寧某磁鐵尾礦回收磷灰石浮選試驗[J]．武漢工程大學學報，2011，33(3):54-55．

[8] 張旭，戴惠新．磷礦物浮選藥劑的應用現狀[J]．現代礦業，2008，24(4):10-12．

[9] 魏德洲.固體物料分選學[M]．北京：冶金工業出版社，2009:345-347．

Flotation of Phosphorite From Phosphorus-iron Paragenesis Ore

LIU Zhichao，LI Guang，QIANG Lude，LI Chunfeng，CHEN Tianbao，MA Jia，WU Cuilian

(BeijingResearchInstituteofChemicalEngineeringandMetallurgy,CNNC,Beijing101149,China)

Flotation of phosphorite from a oversea phosphorus-iron paragenesis ore was studied．Using BK420-C as collector，by the flowsheet of one roughing，one scavenging and three choiceness，the concentrate grade and recovery rate of phosphous pentoxide are 35.01% and 52.81%,respectively．The flotation effect is better．

phosphorus-iron paragenesis ore;phosphorite；flotation

2016-05-16

劉志超(1983-)，男，山東煙臺人，碩士，工程師，主要研究方向為放射性金屬礦選礦。

TD923

A

1009-2617(2017)01-0008-04

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.01.002