磷礦脫鎂尾礦P2O5含量高的原因分析和優化措施

阮長希，李彥春，王思祥，唐湘林

（云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開遠 661699）

磷礦作為一種重要的化工原料礦物，主要用于制造磷肥、磷酸、純磷、化工原料及動物飼料等，具有不可再生性［1］。我國磷資源雖然豐富，儲量居世界第二位，但80%的磷資源為中低品位磷礦石，目前對這些中低品位磷礦石多采用浮選法處理，因此產生大量的磷礦浮選尾礦［2］。在資源日益匱乏的今天，探索磷礦脫鎂尾礦的成分和工藝控制指標，對降低尾礦中P2O5含量，提高資源利用率具有十分重要的意義。

1 尾礦組分分析

云南云天化紅磷化工有限公司（以下簡稱公司）磷礦脫鎂裝置于2017年4月技改投產。公司磷礦脫鎂裝置有兩個系列，分別為老系列和新系列，均采用一次粗選、一次掃選的反浮選工藝流程，老系列產能為新系列的2倍。研究尾礦樣從掃選泡沫匯聚點取樣，磨礦礦漿溢流細度≤0.074 mm占比為70%以上，取樣比例m（老系列）/m（新系列）=2，取樣頻率為每2 h取1次，將每個操作班8 h 所取4 次樣混合得到1 個樣品，連續取樣72 h。脫鎂尾礦P2O5、MgO指標見表1。

編號編號12345 w（P2O5）/%9.28 8.52 8.78 10.04 9.14 w（MgO）/%14.01 15.03 13.62 13.32 13.53 6789 w（P2O5）/%9.49 9.04 8.54 8.41 w（MgO）/%14.07 13.53 14.42 14.45

將9個班尾礦樣品混合得到的尾礦綜合樣進行多元素分析，結果見表2。

w（P2O5）8.82 w（MgO）14.54 w（Fe2O3）0.81 w（Al2O3）0.66 w（CaO）36.25 w（SiO2）6.83

2 尾礦細度對尾礦P2O5含量的影響

對尾礦進行篩分分析，粒級分布及指標見表2。

從表2粒度篩析結果可以看出，浮選機尾礦粒度越粗，P2O5含量越高，主要原因是粗粒級礦物單體解離較差，必須控制磷礦磨礦礦漿細度，提高磷礦單體解離度，降低尾礦細度，才能有效降低尾礦P2O5含量。

粒級/mm＞0.074＞0.045～0.074＞0.038～0.045＞0.025～0.038≤0.025占比/%28.23 14.42 15.79 4.19 37.37 w（P2O5）/%12.28 10.03 7.04 5.79 5.59 w（MgO）/%12.69 13.27 15.29 16.47 16.29 w（Fe2O3）/%0.67 0.68 0.76 0.77 0.93 w（Al2O3）/%0.52 0.45 0.54 0.54 0.82

3 pH控制對尾礦P2O5含量的影響

對掃選排出的尾礦進行再選實驗，通過加酸作為抑制劑調漿，降低pH，與未加酸直接進行再選實驗比較，結果見表3。

實驗序號藥劑用量/（kg·t-1）pH產品1 2 02 4.9 4.3精礦尾礦精礦尾礦w（P2O5）/%13.32 6.00 14.57 4.90 w（MgO）/%9.50 17.82 9.73 17.82 w（Fe2O3）/%1.27 0.70 1.25 0.70 w（Al2O3）/%1.43 0.49 1.40 0.49產率/%35.23 64.77 36.20 63.80

實驗表明，尾礦不加酸再選，分選效果較差，添加酸2.0 kg/t，pH 控制在4.3 左右分選效果較好，精礦產率提高、品位升高，尾礦w（P2O5）降至4.90%，降低掃選pH可以有效降低尾礦P2O5含量。

4 掃選泡沫層厚度控制對尾礦P2O5含量的影響

在工業實際生產中，現場控制調整掃選浮選機泡沫層厚度，控制尾礦排出量，進行工業試驗。取不同泡沫層厚度樣品進行分析，結果見表4。

試驗序號1尾礦泡沫層厚度/mm 200 2 160 3 120項目精礦尾礦合計精礦尾礦合計精礦尾礦合計w（P2O5）%17.31 6.10 8.65 18.11 6.17 8.61 19.67 5.93 8.58 w（MgO）%8.07 16.60 14.66 5.62 17.22 14.85 3.80 17.16 14.82產率/%22.77 77.23 100.00 20.41 79.59 100.00 18.83 82.17 100.00

試驗表明，掃選泡沫層越厚，精礦產率越高，但是掃選泡沫層太厚，精礦品位下降、MgO指標上升較大，對精礦漿產品質量影響較大。浮選機泡沫厚度控制在160 mm，經濟指標較好。因此磷礦掃選過程中掃選泡沫層厚度控制在160 mm左右較好。

5 優化措施

（1）磨礦細度控制。嚴格按m（補水量）：m（投礦量）=3 ∶1 對磨機補水，按1.5 年1 個周期定期更換旋流器，每2 h 分析1 次磨礦旋流溢流指標，確保礦漿細度≤0.074 mm占比75% ～ 80%。

（2）浮選機掃選pH 控制。在掃選攪拌槽新增加酸裝置，調整浮選機掃選pH 控制在4.3～4.5 范圍內。

（3）浮選機掃選泡沫層厚度控制。新增浮選機浮球液位計，通過氣動調節閥自動調節浮選機掃選泡沫層厚度，設定泡沫層厚度值（160 ± 10）mm，氣動閥自動根據液位調整閥門開度。

6 效果驗證

通過調整控制礦漿細度≤0.074 mm 占比75% ～80%、掃選礦漿pH4.2和泡沫層厚度160 mm等優化工藝指標，取樣跟蹤浮選機排出尾礦指標結果見表5。

編號編號1234567 w（P2O5）%6.78 7.12 6.49 7.52 6.76 7.50 6.39 w（MgO）%17.63 16.93 17.37 16.69 17.04 16.72 17.24 891 0 11 12平均w（P2O5）%6.92 6.97 6.55 7.37 7.31 6.97 w（MgO）%16.83 16.86 17.26 16.56 16.56 16.97

由表5可知，優化工藝控制指標后，尾礦w（P2O5）基本能控制在7%左右，較優化前下降1.85 個百分點，達到了降低尾礦品位、提高資源利用率的目的。

7 結語

在磷礦反浮選脫鎂過程中，通過控制調整磨礦礦漿細度≤0.074 mm 占比≥75%、掃選加酸控制pH 4.3 左右，并合理控制掃選泡沫層厚度和尾礦排出量，可以有效地降低尾礦P2O5含量，提高磷礦資源的綜合利用率。