X 射線分選技術(shù)在磷礦石選礦中的應(yīng)用分析

毛仕菊

（甕福集團(tuán)產(chǎn)品部，貴州 貴陽(yáng) 550501）

引言：磷礦石有著十分廣泛的用途，不僅可用來提取磷酸、黃磷、碳酸以及其他磷化合物，還能用來制取磷肥，是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的資源。但就目前來看，我國(guó)雖然有著豐富的磷礦資源，但基本絕大部分都為中低品位難選礦石，難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。針對(duì)這種情況，必須要加大選礦技術(shù)的應(yīng)用及研究力度，以便甄選出高品質(zhì)的磷礦石，滿足市場(chǎng)的需求，從而為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高效發(fā)展提供必要的資源支持。出于這樣的目的，本文就磷礦石選礦中X 射線分選技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，具有一定的客觀實(shí)在性和社會(huì)緊迫感。

一、試驗(yàn)礦樣

（一）原礦多元素分析

表1：原礦多元素分析結(jié)果

（二）礦石類型及特征

試樣組成礦物主要有三大類，分別為碳酸鹽礦物（微晶方解石和細(xì)或微晶白云石）、磷酸鹽礦物（膠態(tài)氟磷灰石）、硅質(zhì)及硅酸礦物（微量水云母、玉髓等）。其中，占比最大的是礦石礦物量，可達(dá)到97%以上，剩余占比不到3%的分別有微量或少量的褐鐵礦、黃鐵礦、炭質(zhì)等。

（三）原礦X 衍射分析

原礦在經(jīng)過X 衍射分析后，其結(jié)果表明：白云石、磷灰石以及石英是原礦中的主要礦物。其他礦物中，除水云母略出現(xiàn)衍射線之外，褐鐵礦、黃鐵礦等都并未見到明顯的衍射線。

（四）原礦礦物組成及含量

為對(duì)礦石中各主要成分的礦物特性及含量作以了解，需開展必要的礦物顯微鑒定探究。表2 為個(gè)礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)及組成。通過對(duì)表2 的觀察可知，白云石、膠態(tài)磷灰石以及石英等，是原礦中主要礦物的組成部分。

表2：原礦礦物組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析結(jié)果 單位：%

（五）原礦粒度組成分析

對(duì)原礦中的脈石礦物及目的礦物在各粒級(jí)中的回收率及組成進(jìn)行考察，則需要對(duì)-2mm 原礦予以粒度組成分析。最終結(jié)果顯示：每個(gè)粒級(jí)中P2O5、SiO2、MgO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)并未發(fā)生較大的變化。

二、選礦試驗(yàn)

按不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造、不同礦石成分、不同賦存狀態(tài)等，可將磷礦石分成不同類型，主要包括有鎂質(zhì)磷塊巖、硅質(zhì)磷塊巖、鎂（硅）質(zhì)磷塊巖、硅（鎂）質(zhì)磷塊巖等。而本次主要選用鎂硅質(zhì)磷塊巖為研究對(duì)象。在光電選礦技術(shù)中選用物理選礦作為本次的選礦工藝，以保證不會(huì)危害到周邊生態(tài)環(huán)境，同時(shí)還可使礦石的產(chǎn)能增加，入選品味提高，屬于一種綠色環(huán)保的選礦工藝。在低品位磷礦及拋尾富集階段應(yīng)用光電選礦技術(shù)，可取得十分顯著的效果。本次研究中，分別選用X 射線輻射分選工藝與浮選法工藝作以分析比較，以便證明X 射線輻射分選工藝的有效性。

（一）浮選試驗(yàn)

圖1：浮選閉路試驗(yàn)流程

根據(jù)不同的礦石性質(zhì)，在前期進(jìn)行除硅脫鎂探索性試驗(yàn)中采用3 個(gè)工藝方案，分別為雙反浮選、單一反浮選、正反浮選。最終得出，這3 中工藝方案中，除硅脫鎂效果最好的是正反浮選工藝，故而可優(yōu)先選用。在應(yīng)用此工藝的過程中，需要對(duì)其中采用的捕收劑與抑制劑的用量、種類以等條件開展相應(yīng)的試驗(yàn)研究。圖1 為正反浮選脫鎂除硅閉路試驗(yàn)工藝流程及相關(guān)參數(shù)，表3 為采用該工藝的試驗(yàn)結(jié)果。

表3：正反浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果 單位：%

通過對(duì)表3 的觀察可知，將正反浮選閉路工藝應(yīng)用于鎂硅質(zhì)礦石中，可獲得P2O5回收率80.61%、品味30.56%的磷精礦產(chǎn)品。雖然能取得很好的選礦技術(shù)指標(biāo)，但需采用較為復(fù)雜的工藝，其中所要使用較多種類的藥劑，且用量較高。

（二）X 射線輻射分選試驗(yàn)

在礦石預(yù)分選富集階段，主要選用X 射線輻射選礦方法，其對(duì)于低品位礦石，可通過拋尾來提升入選品味。對(duì)于高品位礦石，可通過富集使產(chǎn)品的合格性得以保證。正因?yàn)槿绱耍沟眠@種種選礦工藝得到了廣泛的應(yīng)用。在本研究中，對(duì)磷礦中石英脈石的去除可應(yīng)用X 射線輻射分選法開展相關(guān)試驗(yàn)。圖2 為具體實(shí)驗(yàn)流程，表4為最終試驗(yàn)結(jié)果。

圖2：X 射線輻射分選試驗(yàn)流程

表4：X 射線輻射分選試驗(yàn)結(jié)果 單位：%

通過對(duì)表4 的觀察可知，磷礦石在經(jīng)過X 射線分選后，在對(duì)SiO2的脫除上可取得明顯的效果，脫除率可高達(dá)68.69%，進(jìn)而使產(chǎn)品的品位得到有效的提高，SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)得以大幅度降低。

（三）試驗(yàn)分析對(duì)比

試驗(yàn)中，在對(duì)X 射線輻射分選這一工藝應(yīng)用后，可將28.64%的粗粒尾礦拋掉，尾礦中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到51.73%，在尾礦中有68.69%的占比，能取得顯著的脫硅效果。同時(shí)，在后續(xù)加工階段，并不會(huì)將這些硅質(zhì)尾礦摻入，可使設(shè)備的產(chǎn)能得到極大的提高。通過兩種選礦工藝的對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，采用正反浮選工藝，磷精礦產(chǎn)品的P2O5 品位為30.56%，回收率為80.61%。而采用X 射線輻射分選工藝，磷精礦產(chǎn)品的P2O5品位提升至34.58%，回收率也降低至80.52%。由此可見，相比于正反浮選工藝，X 射線輻射分選工藝的脫硅效果較強(qiáng)。

三、結(jié)論

1.試樣中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.43%，P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.52%，MgO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.87%，且都屬于鎂硅質(zhì)磷塊巖。其中，95%以上的SiO2會(huì)以石英的形式產(chǎn)出。

2.在試驗(yàn)中通過對(duì)X 射線選礦法的有效應(yīng)用，能夠?qū)?8.64%的粗粒尾礦拋掉，不僅能使入選目的礦物質(zhì)品位和精礦產(chǎn)品質(zhì)量提高，還能使未處理礦石中P2O5的回收率降低。

3.經(jīng)過X 射線輻射選礦法進(jìn)行拋尾后，可使磷礦石的選廠處理能力增強(qiáng)。同時(shí)，還能提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。該選礦工藝具有較高的實(shí)用價(jià)值，值得在其他選礦企業(yè)大面積推廣，以此來提升我國(guó)相關(guān)礦石企業(yè)的整體加工水平。