柏泉鐵礦中磷礦的常溫浮選試驗研究

馬金生+張成龍+呂小煥+李金朋

摘要： 根據柏泉鐵礦中磷礦的性質，采用常溫浮選工藝處理該磷礦，選取復配AW-01作為捕收劑、水玻璃作為抑制劑、碳酸鈉作為pH值調整劑，在合理的藥劑制度下，獲得磷精礦品位34.07%、產率4.37%、回收率79.33%的工藝指標。研究表明，此常溫浮選工藝合理，生產指標理想。

Abstract： According to property of Baiquan phosphate ore， the flotation process under ambient temperature was introduced. The compound agent AW-01 as collector， sodium silicate as depressant and sodium carbonate as regulator was used in the flotation process. And，the following results had been achieved： the grade of concentrate was 34.07%， the recovery was79.33%， and the productivity was 4.37%. The results of this study have shown that the flotation process under ambient temperature was reasonable and could obtain ideal production targets with this process.

關鍵詞： 磷礦；復配捕收劑；常溫浮選

Key words： phosphate ore；compound collector；ambient temperature flotation

中圖分類號：TQ442.51 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）01-0203-02

0 引言

磷礦資源作為不可再生資源，隨著開采時間的推移，優質礦源明顯減少，這一問題在我國尤其突出，如何利用中低品位的磷礦資源已是當務之急。合理開發利用中低品位礦源不僅能產生經濟效益，也符合我國的可持續發展戰略。美國、印度和俄羅斯等國家都開展了相關的研究工作，制定了戰略政策，我國也有部分企業和學者在進行這方面的研究[1，2]。柏泉鐵礦位于承德市平泉縣境內，其礦石中含有低品位的磷礦，為了響應國家政策，增加企業效益，本文進行了鐵礦中磷礦浮選工藝的研究。目前，磷礦石的浮選工藝有：直接浮選、兩步浮選（正—反浮選和反—正浮選）工藝等。然而，不論是直接浮選和兩步浮選作業，都存在浮選礦漿溫度加溫的缺陷[3]。如何在常溫下實現磷礦高效浮選，降低經濟成本，是目前磷礦利用的一個研究方向。本文在溫度（15℃左右）條件下，探索適合柏泉磷礦的浮選工藝流程。

1 試驗礦樣

1.1 試驗礦樣采集

磁選中的選鐵最終尾礦由一磁尾礦、二磁及三磁尾礦構成，考慮到最終尾礦主要由一磁尾礦組成，而且在小型試驗中制備大量最終尾礦有一定難度，因此，本試驗中只選用了磁選流程中的一磁尾礦作為選磷給礦，其中P2O5品位為2.40%。

1.2 原礦性質

柏泉鐵礦屬于黑云角閃輝長巖型超貧釩鈦磁鐵礦石，礦石硬度高，浸染狀構造；主要成分：磁鐵礦4%～12%，鈦鐵礦2%～3%，其余成分為少量赤鐵礦；非金屬礦物主要為斜長石、輝石、角閃石、磷灰石，多發生輕微綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化、絹云母化、黑云母化。其中P2O5含量2%～4%，TFe含量一般為8%～17%，最高達20.55%，Tio22.2%～3.5%，最高達4.88%。V2O5平均含量0.048%。

1.3 試樣主要元素分析

2 浮選試驗方法

采用一粗三精一掃的浮選試驗流程。一段磨礦細度-200目占50%，捕收劑選用的為復合藥劑AW-01，由氧化石蠟皂、脂肪酸及MES組成，其所占比例分別為氧化石蠟皂65%、脂肪酸25%及MES10%。捕收劑配成10%的水溶液待用；以碳酸鈉為pH調整劑，調節礦漿pH為9.5；以水玻璃為抑制劑。

浮選試驗方案如下：

①探究捕收劑用量浮選試驗的影響。僅進行一次粗選，分別取調整礦漿pH值固定為9.5，抑制劑用量固定為800g/t，捕收劑用量分別為600g/t、700g/t、800g/t、900g/t及1000g/t，浮選溫度確定為15℃，進行捕收劑用量的條件試驗。

②探究溫度對浮選試驗的影響。僅進行一次粗選，浮選中各藥劑用量為捕收劑1000g/t、抑制劑800g/t、pH值調到9.5，分別取礦漿溫度為7、11、15、20、25、30℃，測取浮選所得精礦回收率和品位。

③浮選中試試驗進行一次粗選、三次精選、一次掃選的開路試驗，其中粗選礦漿濃度為27.39%，精選礦漿濃度依次降低；各作業浮選溫度均為15℃，礦漿pH調整為9.5；為保證粗選作業的回收率，確定流程試驗中粗選的捕收劑用量為1000g/t，制劑用量800g/t；精選I、II、掃選I階段抑制劑量為200g/t；掃選I捕收劑用量300g/t；為保證最終精礦的回收率，在第三次精選作業中未添加抑制劑。

④為獲得高品位的磷精礦，在降低捕收劑用量后進行了低捕收劑用量條件下的開路流程試驗。進行進行一次粗選、四次精選、一次掃選的開路試驗，各浮選作業溫度仍為15°C，礦漿pH9.5；粗選捕收劑用量確定為800g/t，抑制劑用量800g/t；各階段抑制劑用量精選I 300g/t、精選II 200g/t、精選III、IV 100g/t、掃選I 200g/t；掃選I捕收劑用量300g/t。endprint

3 試驗結果及分析

3.1 捕收劑用量對浮選的影響

由試驗結果知，隨著捕收劑用量的增加，精礦產率及回收率逐漸增加；在捕收劑用量為600g/t時，精礦品位、產率及回收率均最低，這是由于捕收劑用量足，捕收能力不夠的原因；當捕收劑用量大于600g/t時，隨捕收劑用量的增加，精礦品位逐漸降低。

3.2 溫度對浮選結果的影響

通過不同溫度下的浮選試驗探究，溫度低于11℃時，回收率較低，在溫度為15℃，回收率較高，即使溫度再提高，回收率提高的幅度不大，說明該捕收劑溫度性能較好，故實驗溫度確定為15℃。

長期以來，在磷礦直接浮選，需將礦漿加溫，以使捕收劑保持高度的分散性，獲得較理想的分選指標，但礦漿加溫費用太高，以柏泉磷礦為例，礦漿加溫到35°C，每噸原礦需要用煤為9.6kg/t，僅加溫費用約6元/ t原礦。溫度對捕收劑浮選性能有較大的影響，溫度低時，捕收劑的用量高，浮選的溫度高時，捕收劑的用量可以適當降低。使用復合藥劑AW-01為捕收劑，選用合適的藥劑制度，可以在合適的溫度下達到較好的浮選效果。

3.3 浮選開路一試驗結果

由開路試驗一結果知，選鐵尾礦經過一粗三精一掃的浮選流程，可獲得品位30.43%、產率5.47%、回收率83.83%（對浮選給礦）的磷精礦；雖磷精礦回收率較高，但品位未達33%。

3.4 浮選開路二試驗結果

由開路試驗二結果知，降低捕收劑用量及精選增加抑制劑用量后，經四次精選可獲得品位34.62%、產率4.09%、回收率75.41%（對浮選給礦）的磷精礦。若經過三次精選，可獲得品位34.07%、產率4.37%、回收率79.33%（對浮選給礦）的磷精礦。

4 結論

①對于柏泉鐵礦中低品位的磷礦，根據礦石性質采用常溫浮選是可行的，與加溫浮選比較，工藝流程合理，能獲得質量好的磷精礦，且選礦成本低。②在一段磨礦細度為-200目占50%，浮選溫度15°C，加AW-01：800g/t、水玻璃：800g/t和碳酸鈉：PH=9.5條件下，經一粗三精一掃的開路流程實驗中，可以獲得了磷精礦品位34.07%、產率4.37%、回收率79.33%的工藝指標。③從浮選開路試驗結果看，只需經過三次精選，磷精礦品位就可以達到設計要求，試驗證明，常溫浮選工藝具有流程通暢，狀態穩定，易于操作控制等優點。④常溫浮選是未來磷礦選別的發展趨勢，如何在常溫的條件下，實現更高效率的浮選，依然是今后工作的重點。

參考文獻：

[1]劉代俊.我國磷礦資源貧化危機與對策[M].2004年中國化學學會無機鹽學術年會.

[2]劉頤華.我國與世界磷礦資源及開發利用現狀[J].磷肥與復肥，2005（9）：1-5.

[3]肖云漢.我國磷礦選礦研究的近期進展[J].化工礦山技術，1985（4）.endprint