云南某浮選廠磷尾礦再選研究

李若蘭，劉潤哲，張朝旺，彭麗群，羅昆義，劉麗芬

（1. 云南磷化集團有限公司，云南 昆明 650600；2. 國家磷資源開發利用工程技術研究中心，云南 昆明 650600）

云南磷礦資源豐富，但是多數為中低品位膠磷礦，有用礦物和雜質礦物性質復雜、伴生緊密，選礦廠一般通過浮選法選礦生產合格的磷精礦。目前，云南磷化集團有限公司建成850 萬t/a 的膠磷礦選礦裝置，均采用單一反浮選工藝流程，浮選后產生大量磷尾礦。磷尾礦作為采選過程中產生的一種工業固體廢棄物，多數為中低品位磷礦，除含磷外還含有許多礦物，如鎂、鈣、錳、銻、銅、鐵、鋁等，如得不到有效處理，造成資源浪費［1］。磷尾礦中鎂含量高，w（Mg）有時能達到18%左右，是一種不可多得的富鎂資源。我國每年產出磷尾礦近700 萬t，而且隨著磷礦開采持續增加，磷尾礦的數量也逐年上升［2-3］。因此，對磷尾礦進行開發利用尤其重要［4］。根據選礦相關標準，研究如何降低磷尾礦P2O5含量，降低生產成本，有著非常重要的意義［5-6］。

云南某浮選廠采用一粗一精反浮選工藝流程處理碳酸鹽膠磷礦，粗選尾礦w（P2O5）5.0% ～8.5%，直接拋尾；精選尾礦品位稍高，w（P2O5）為10% ～16%。為了進一步挖潛增效，提高資源利用率和精礦回收率，對精選尾礦進行再選。經過實驗室研究和工業化應用試驗，尾礦品位w（P2O5）可降至8%左右，大大提高了資源利用率。

1 礦石性質

經工藝礦物學研究可知，浮選廠入選礦樣中主要有用礦物為膠磷礦，脈石礦物大部分為白云石，方解石，以及硅質脈石礦物石英、玉髓等。原礦多元素分析結果見表1。

表1 原礦多元素分析結果 %

從表1可知，該礦石P2O5品位中等，Mg含量高，w（MgO）為5.91%，m（CaO）/m（P2O5）為1.78，屬于碳酸鹽型中低品位膠磷礦，需要脫除大量碳酸鹽雜質礦物，磷酸鹽礦物才能得到富集。因此，采用反浮選工藝對此礦石進行選別。

2 實驗室研究

2.1 浮選廠原工藝指標

浮選廠原設計為反浮選一粗一精工藝流程，粗選采用浮選柱，精選采用浮選機，精選作業1#、2#浮選機精選尾礦拋尾，3#、4#浮選機精選尾礦返回到粗選作業，為半閉路工藝流程。對現有流程各工序取樣得知：粗選尾礦w（P2O5）為5.0%～8.5%，可以直接拋尾；精選3#、4#浮選機尾礦w（P2O5）13%～18%，返回到粗選作業；精選1#、2#浮選機尾礦w（P2O5）10%～16%直接拋尾，造成巨大的磷資源浪費。原工藝流程見圖1，浮選廠原礦、精礦、尾礦指標分析結果見表2。

針對此結果與浮選廠實際生產情況，為了更好地回收磷尾礦中的磷資源，對磷尾礦分別進行再選研究。

圖1 浮選廠原工藝流程

表2 浮選廠浮選作業工藝指標 %

2.2 精選尾礦再選實驗研究

對精選1#、 2#浮選機尾礦，3#、 4#浮選機尾礦，1#至4#浮選機尾礦集中后分別取樣，結合工藝礦相研究結果，精尾礦單體解離較好，故直接對精尾礦進行再浮選，采用反浮選一次粗選作業，實驗結果見表3。

表3 精選尾礦再選實驗結果

從浮選實驗結果可知：1#、2#浮選機尾礦再選后尾礦中w（P2O5）降低到8.0%左右；3#、4#浮選機尾礦再選后，尾礦中w（P2O5）降低到10.0%左右；1#至4#浮選機精選作業尾礦集中再選，綜合尾礦w（P2O5）可以控制在8.5%以下。說明精選尾礦再選技術方案可行，可有效降低總尾礦P2O5品位。

3 工業化應用試驗

3.1 試驗方案

結合精尾礦工藝礦相研究和實驗室研究結果，對該浮選廠柱槽聯選工藝流程進行優化，增加精選尾礦再選作業。通過延長浮選時間，把原來的半閉路工藝流程改為反浮選一粗一精一掃全開路工藝流程，流程控制簡單，尾礦P2O5品位更易于控制，可降低尾礦P2O5品位，提高處理能力。

3.2 試驗結果

按照試驗方案對工藝流程技改后，工藝流程見圖2，工業化試驗數質量流程見圖3，技改前后各項浮選指標對比結果見表4。

圖2 浮選廠技改后工藝流程

從圖3、表4 數據可以看出，工藝流程技改后，全開路流程更利于浮選指標的控制，精選精礦和掃選精礦合并為總精礦，粗選尾礦和掃選尾礦合并為總尾礦。結合浮選廠現場生產數據得知，技改后處理量提高了30.12 t/h；總精礦品位w（P2O5）28.62%；總尾礦品位w（P2O5）7.21%，比技改前降低了2.14%；技改后P2O5回收率提高了2.37%，技改效果明顯。

圖3 工業化試驗數質量流程

表4 技改前后各項浮選指標對比

4 結論

（1）針對此種磷尾礦品位偏高的浮選廠，可結合礦石性質和實際生產情況，對工藝流程或藥劑制度進行優化，最大限度地回收磷尾礦中的有價成分。

（2）對于云南該浮選廠，由于精選使用槽式浮選機，浮選時間不夠，尾礦品位偏高，通過增加精選尾礦再選作業，把反浮選一粗一精半閉路工藝流程改為一粗一精一掃全開路工藝流程，流程更易控制，技改后各項浮選指標較好，提升了浮選廠經濟效益，可為同類型的浮選廠提供技術參考。

（3）從磷尾礦中回收有用礦物的方法眾多，主要是以化學選礦法和浮選回收為主。研究磷尾礦中有用礦物化學選礦回收和浮選回收的機制，針對磷尾礦的特點開發出有效、適用性強的工藝及藥劑制度是今后磷尾礦再利用的關鍵所在。

（4）對于品質較低的磷尾礦，制備材料是其二次利用的重要途徑。應加大其研究力度，開發出高附加值的材料，形成一條效益可觀的產業鏈。