云南某磷礦選廠柱機短流程工藝優化實踐

劉朝竹 張朝旺 夏敬源 劉麗芬 謝國先

(1.國家磷資源開發利用工程技術研究中心；2.云南磷化集團有限公司；3.云南磷化集團有限公司晉寧選礦分公司)

浮選柱+浮選機(柱機)短流程選礦工藝是國家“十一·五”支撐計劃資源加工項目主要研究內容之一。在膠磷礦選礦方面，云南磷化集團聯合國內科研院所經過多年研究，成功把膠磷礦柱機短流程工藝應用于云南磷化集團有限公司晉寧選礦分公司300萬t/a浮選作業和云天化股份紅磷分公司120萬t/a選礦廠。

晉寧選礦分公司膠磷礦短柱機流程設計為1粗1精反浮選開路流程，粗選作業為4臺φ4.5 m×10 m浮選柱并聯，精選作業為4臺容積130 m3的浮選機串聯。自2011年11月投產以來，存在難以同時兼顧精礦和尾礦品位、浮選柱分選效果不理想及發泡器維護保養難等技術問題。為解決該問題，開展柱機短流程工藝深度研究、膠磷礦柱浮選動力學參數與結構研究、浮選柱發泡器研發與控制系統應用研究等關鍵技術研究，實現膠磷礦柱機短流程深度研究、浮選柱柱體和發泡器結構、自動控制及浮選柱動力學參數等[1-3]關鍵技術突破，膠磷礦柱機短流程工藝裝置系統選礦效果明顯提高，解決了浮選柱和浮選機匹配的關鍵技術難題。

1 流程考察

1.1 流程指標

為探索膠磷礦柱機短流程工藝的適應性，考察300萬t/a柱機短流程指標，流程見圖1。

圖1 選礦廠柱機短流程

通過考察柱機短流程工藝指標可以發現，柱浮選粗選作業適于細粒級選別，粗選尾礦中磷礦與白云石等雜質分離較完全，粗選尾礦中膠磷礦含量較低，可以直接拋除；但1#～4#浮選機精選尾礦均明顯跑高，一方面說明浮選時間不夠，另一方面說明經浮選柱粗選后，難選的粗粒級中膠磷礦與白云石等雜質分離不完全，導致精選尾礦P2O5品位偏高，不能直接拋尾，需增加浮選時間或對粗粒級進行進一步研究。

1.2 尾礦分析

為掌握膠磷礦與脈石礦物白云石、硅質礦物的單體解離情況，分析柱機短流程浮選尾礦膠磷礦與主要雜質白云石的分離情況，結果見表1。

表1 浮選尾礦膠磷礦和白云石的分離分析結果 %

從表1可知，1#、2#、3#、4#浮選機精選尾礦中存在較多可以分離的膠磷礦單體，而難以分離的膠磷礦與白云石連生體較少，因此可以通過延長浮選機精選時間或增加掃選作業來加強對單體膠磷礦的回收。

2 精選尾礦掃選試驗

對柱機短流程精選尾礦進行掃選試驗，結果見圖2、圖3。

圖2 掃選前后1#～2#130 m3浮選槽尾礦P2O5品位變化曲線

圖3 掃選前后3#～4#130 m3浮選槽尾礦P2O5品位變化曲線

從圖2、圖3可知，掃選后1#～4#浮選機精選尾礦P2O5品位均低于掃選前，說明浮選機精選尾礦掃選后能降低膠磷礦單體的損失。

3 短流程工藝應用實踐

3.1 柱機短流程優化

根據柱機短流程工藝流程考察、分析結果，通過增加1#、2#浮選機精選尾礦掃選作業回收單體膠磷礦，以提高P2O5回收率。根據柱機短流程工藝流程深入研究結果，由于3#、4#浮選機精選尾礦與原礦性質相近，可返回柱機短流程進行再選，因此僅將1#、2#浮選機精選尾礦進行掃選。優化后的柱機短流程工藝產業化應用原則工藝流程見圖4。

圖4 柱機短流程工藝產業化應用流程

3.2 設備選型

1#、2#浮選機精選尾礦再選采用KCF/XCF型浮選機進行。數量計算公式：

n=Wt/(kV) ,

(1)

式中，k為浮選機有效系數，取0.65；V為浮選機容積，取30 m3；W為礦漿量，取404.61 m3；t為浮選時間，取15 min。經計算需要容積30 m3的浮選機5.18臺，取6臺。

4 應用效果

柱機短流程工藝產業化應用實施后，考察1#、2#浮選機精選尾礦和3#～4#浮選機精選精礦P2O5品位的變化。結果分別見圖5、圖6。

圖5 1#～2#精選尾礦品位變化

從圖5、圖6可知，柱機短流程優化工藝應用后，1#～2#浮選機精選尾礦P2O5品位從原13%～16%下降到10.0%左右，3#～4#浮選機精選精礦P2O5品位穩定，說明增加1#、2#浮選機精選尾礦掃選作業(可同時延長浮選時間)能進一步回收浮選機精選尾礦中的單體膠磷礦，提高了精選指標，降低了生產成本。

圖5 3#～4#浮選機精選精礦品位變化

5 結 論

晉寧選礦分公司膠磷礦柱機短流程采用1粗(浮選柱)2精(浮選機)流程進行生產，浮選柱粗選尾礦P2O5品位僅5%～7.5%，可以直接拋尾，1#、2#

浮選機精選尾礦P2O5品位和3#、4#浮選機精選尾礦P2O5品位均較高，分別為13%～18%和18%～25%，均不符合拋尾要求。通過對1#、2#浮選機精選尾礦進行掃選，進一步回收了其中的磷礦單體，實現了膠磷礦與白云石等雜質的有效分離，降低了最終精選尾礦P2O5含量，增加了選廠的經濟效益，最大限度地發揮了柱機浮選的協同效應，解決了柱機短流程工藝產業化應用時存在的浮選柱與浮選機不匹配問題。

[1] 葉喜平,饒耀華.KYZB3010浮選柱柱體的開發[J].銅業工程，2012(6):52-53.

[2] 陳志友,陳湘清,劉旺興,等.浮選柱氣泡發生器的研究與進展[J].煤炭加工與綜合利用，2008(2):19-21.

[3] 史帥星.KYZ-B浮選柱發泡器噴嘴流體動力學數值模擬[J].有色金屬：選礦部分，2008(5):38-40.