云南某高硅低磷高鎂磷礦擴大連選試驗研究

張朝旺，彭麗群，張露莉，羅昆義，劉潤哲，劉麗芬

（國家磷資源開發利用工程技術研究中心，云南 昆明 650113）

0 前言

磷礦資源是一種非常重要的農業、工業原材料，廣泛應用于醫藥、軍工、食品等重要領域，對于糧食安全和工業發展具有重要的戰略意義［1］。自2003年以來，隨著農業和工業對磷礦資源的需求日益增加以及不科學開采，磷礦資源儲量持續下降，我國磷礦資源現狀不容樂觀，資源、環境和安全問題日益突出［2］。因此，開發利用低品位磷資源已迫在眉睫。

在已有的文獻報道中，對高硅低磷高鎂膠磷礦（w（P2O5）≤18.50%、w（SiO2）≥35%、w（MgO）≥1.50%）的選礦研究較少，且大多數研究只停留在實驗室階段［2］。

筆者針對云南滇池地區某高硅低磷高鎂膠磷礦浮選工藝，在實驗室取得較好效果的基礎上，開展了擴大連選試驗研究，取得了較好的技術指標，希望能為此類磷礦的開發利用提供更加翔實可靠的技術依據。

1 礦樣性質

采用X射線熒光分析儀，分析原礦的主要化學成分，分析結果見表1。由表1可知，原礦中w（P2O5）為18.45%，主要有害雜質包括SiO2、MgO、Al2O3及Fe2O3，原礦X射線衍射（XRD）分析結果見圖1。

表1 原礦化學分析結果%

圖1 原礦XRD圖

通過分析原礦XRD圖可知，礦樣中有用礦物為磷灰石（d=2.800、2.700、1.836nm）。脈石種類較多，主要有白云石（d=2.880、2.190、1.808 nm）、石英（d=3.350、1.819、1.540 nm）、白云母（d=9.890、3.310、2.548 nm）、黑云母（d=10.000、3.370、2.635 nm）、絹云母（d=10.000、4.450、2.560 nm）、正長石（d=4.210、3.770、3.230 nm）、黃鐵礦（d=2.710、1.635、1.043 nm）、褐鐵礦（d=4.180、2.700、2.450 nm）、赤鐵礦（d=2.969、2.512、2.199 nm）、高 嶺 石（d=7.300、3.570、2.341nm）等。其中脈石礦物以石英、長石、云母類為主，其次是白云石和含鐵物相（褐鐵礦、赤鐵礦）。

2 實驗室確定的浮選工藝流程

高硅低磷高鎂磷礦浮選采用正反浮選工藝，正浮選采用脂肪酸類捕收劑YP6-3脫除石英、玉髓，反浮選采用脂肪酸類捕收劑NECP脫除白云石、水云母，采用多段加藥方式。通過實驗確定的工藝流程見圖2。

圖2 浮選工藝流程

工藝礦物學研究表明：采用一段閉路磨礦，細度＜0.075 mm的顆粒占比為98.20%，＜0.025 mm的顆粒占比為70%，解離充分，在此磨礦細度下可實現白云石和部分石英、硅酸鹽脈石礦物的較好脫除。采用正浮選一次粗選、一次精選、一次掃選，掃選精礦和精選尾礦合并進入粗選，反浮選一次粗選，獲得精礦w（P2O5）29.10%、w（MgO）0.81%、w（SiO2）17.50%、w（Al2O3）1.26%、w（Fe2O3）0.82%，P2O5回收率81.90%的選礦指標。

3 擴大連選試驗

以實驗室研究確定的工藝參數配置擴大連選試驗設備，擴大連選試驗設備聯系見圖3。

圖3 擴大連選試驗設備聯系

磷礦擴大連選試驗規模為1 t/d，采用XMQL-79型φ420 mm×450 mm格子型球磨機與FLG-150型φ150 mm×1 200 mm單螺旋分級機，兩者形成一段閉路磨礦流程，采用18槽12 L自吸式浮選機，其中6槽用于正浮選粗選作業脫硅、鋁，4槽用于正浮選掃選作業脫硅、鋁，4槽用于正浮選精選作業脫硅、鋁、鎂，最后4槽用于反浮選作業脫。

3.1 控制要求

在擴大連選試驗過程中，由于每個工藝參數的變化都會導致精礦指標的變化，因此，需要對關鍵工藝參數進行監測和調整。

（1）給礦量控制在（694.5±20）g/min，每1 h測量1次并記錄，發現偏差較大及時調整。

（2）磨礦分級溢流w（固）為（30.0±2.0）%，細度＜0.037 mm的顆粒占比為（70.0±3.0）%，每1 h標定1次w（固），每2 h標定1次細度并記錄，發現偏差較大及時調整。

（3）浮選藥劑按照要求的濃度和配制方法進行制備。每種藥劑各個加藥點給藥量每1 h標定1次并記錄。在試驗過程中如發現異常，及時調整。

3.2 試驗指標

調整各參數至浮選指標合格穩定，記錄各班藥劑消耗和選別指標，選取運行穩定的6個班72 h綜合數據作為擴大連選試驗指標，見表2。由表2可知，所得磷精礦w（P2O5）28.87%、w（MgO）0.91%、w（SiO2）19.70%、w（Al2O3）1.86%，w（Fe2O3）0.85%，P2O5回收率為84.10%，與實驗室研究結果基本吻合。

表2 擴大連選試驗磷精礦綜合指標 %

浮選所得磷精礦產品中礦物主要為氟磷灰石，并含有較少的石英、白云石等，礦物組成及含量%見

表3 磷精礦工藝礦相

3.3 流程考察

在擴大連選試驗指標穩定期間，進行了流程考察。流程考察共72 h，每1 h取1次樣，兩次樣品合并為1個樣。取樣完畢測定各取樣點的礦漿量、干礦量、濃度，并進行各點的P2O5、MgO、SiO2、Fe2O3和Al2O3含量分析。圖4為擴大連選試驗數質量流程。

圖4 擴大連選試驗數質量流程

由圖4可知，脂肪酸類捕收劑正浮選脫硅、鋁損失P2O511.94%，反浮選脫鎂損失P2O53.96%。

4 結語

（1）針對w（P2O5）18.45%、w（MgO）2.39%、w（SiO2）35.88%的高硅低磷高鎂磷礦，采用正反浮選工藝流程，多段加藥方式，進行規模1 t/d的擴大連選試驗，可以獲得磷精礦w（P2O5）28.87%、w（MgO）0.91%、w（SiO2）19.70%，P2O5回收率84.10%的選礦指標。

（2）浮選過程中，精礦漿偏酸性，利于沉降。正浮選尾礦和反浮選尾礦分開處理，避免其相互影響。

（3）擴大連選試驗所用工藝流程短，閉路少，結構相對簡單，操作穩定，對高硅低磷高鎂磷礦適應性較強。