云南東川某混合型磷礦浮選研究

張朝旺，張路莉，陳賜云

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

我國是磷資源大國，保有磷礦資源儲量排名世界第二［1］，但經濟價值較大的磷礦資源為數不多。我國磷礦的特點是豐而不富，以中低品位磷礦為主［2］。

云南東川磷礦廠經過多年開采后，富礦不斷消耗，可直接用于生產磷肥的磷礦儲量已經很少，急需對其所屬礦山中低品位磷礦石進行開發利用。

1 原礦分析及浮選藥劑

1.1 原礦分析

云南東川磷礦廠有2個礦區，分別為礦區一和礦區二，其代表性磷礦樣采用X 射線熒光光譜儀（XRF）進行分析，分析結果見表1。由表1 可知，礦區一的原礦m（CaO）/m（P2O5）＜1.60，屬于碳酸鹽型磷礦；礦區二的原礦m（CaO）/m（P2O5）＞1.60，m（SiO2）/m（CaO）＜1.60，屬于混合型磷礦。

表1 代表性磷礦樣多元素分析結果%

碳酸鹽型磷礦常采用反浮選方法處理，而混合型磷礦處理采用比較多、成熟又經濟的方法是將其按照一定的比例混入碳酸鹽型磷礦中進行應用。

1.2 實驗藥劑

H2SO4，工業純，配制成w（H2SO4）40.0%添加；捕收劑NECP，自制，配制成質量分數5.0%添加。

2 實驗及討論

根據XRF 分析結果，實驗方案選擇以碳酸鹽型磷礦為研究對象，對其進行浮選研究，得到最佳工藝路線；然后將碳酸鹽型磷礦與混合型磷礦按照不同質量比例混合后浮選，尋找最優工藝路線。

2.1 碳酸鹽型磷礦粗選細度實驗

在常溫、浮選機轉速2 100 r/min、粗選硫酸用量20 kg/t、捕收劑NECP 用量2.0 kg/t、掃選硫酸用量2.0 kg/t 條件下，對碳酸鹽型磷礦進行反浮選實驗，工藝流程見圖1。以單因素法研究磨礦細度對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響，結果見圖2。

圖1 碳酸鹽型磷礦浮選實驗工藝流程

圖2 磨礦細度對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響

從圖1可知，隨著磨礦細度＜0.074 mm的顆粒占比升高，磷精礦w（P2O5）不斷升高，P2O5回收率先升后降，當＜0.074 mm的顆粒占比為73.09%時，磷精礦w（P2O5）為30.27%，P2O5回收率為約89.4%，效果較佳。

2.2 碳酸鹽型磷礦粗選硫酸用量實驗

在常溫、浮選機轉速2 100 r/min、磨礦細度＜0.074 mm 的顆粒占比73.09%、捕收劑NECP 用量2.0 kg/t、掃選硫酸用量2.0 kg/t 條件下，采用單因素法研究粗選硫酸用量對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響，結果見圖3。

圖3 粗選硫酸用量對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響

從圖3 可知，隨著硫酸用量升高，磷精礦w（P2O5）先升后降，P2O5回收率先降后升，當硫酸用量為20 kg/t時，磷精礦w（P2O5）為30.03%，P2O5回收率為89.56%，效果較佳。

2.3 碳酸鹽型磷礦粗選捕收劑用量實驗

在常溫、浮選機轉速2 100 r/min、磨礦細度＜0.074 mm 的顆粒占比73.09%、粗選硫酸用量20 kg/t、掃選硫酸用量2.0 kg/t條件下，采用單因素法研究捕收劑NECP 用量對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響，結果見圖4。

圖4 捕收劑NECP用量對磷精礦w（P2O5）、P2O5回收率的影響

從圖4 可知，隨著捕收劑NECP 用量升高，磷精礦w（P2O5）基本呈升高趨勢，P2O5回收率不斷降低，當NECP用量為1.5 kg/t時，磷精礦w（P2O5）為30.32%，P2O5回收率為85.96%，效果較佳。

2.4 碳酸鹽型磷礦掃選硫酸用量實驗

在常溫、浮選機轉速2 100 r/min、磨礦細度＜0.074 mm 的顆粒占比73.09%、粗選硫酸用量20 kg/t、捕收劑NECP 用量1.5 kg/t 條件下，采用單因素法研究掃選硫酸用量對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響，結果見圖5。

圖5 掃選硫酸用量對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響

從圖5可知，隨著掃選硫酸用量升高，磷精礦w（P2O5）不斷升高，但變化幅度不大，P2O5回收率先降低后升高。當掃選不添加硫酸時，磷精礦w（P2O5）為29.81%，P2O5回收率為88.23%，效果較佳。

2.5 碳酸鹽型磷礦與混合型磷礦混合浮選實驗

在常溫、浮選機轉速2 100 r/min、磨礦細度＜0.074 mm 的顆粒占比73.09%、粗選硫酸用量20 kg/t、NECP 用量1.5 kg/t、掃選不加硫酸的條件下，將碳酸鹽型磷礦與混合型磷礦以不同比例混合后浮選，研究碳酸鹽型磷礦和混合型磷礦配比對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響，結果見圖6。

圖6 碳酸鹽型磷礦和混合型磷礦質量比對磷精礦w（P2O5）和P2O5回收率的影響

由圖6可知，隨著混合型磷礦比例增大，磷精礦w（P2O5）呈現下降的趨勢，P2O5回收率變化不明顯，在碳酸鹽型磷礦與混合型磷礦質量比為0.43時，精礦w（P2O5）為28.56%，P2O5回收率為86.91%，滿足其下游化工企業對磷精礦w（P2O5）的最低要求。

2.6 碳酸鹽型磷礦與混合型磷礦混合浮選閉路實驗

碳酸鹽型磷礦與混合型磷礦以質量比0.43混合，在常溫、磨礦細度＜0.074 mm的顆粒占比73.09%、粗選硫酸用量20.00 kg/t、NECP用量1.5 kg/t、掃選不添加硫酸條件下，將掃選中礦返回粗選進行閉路浮選，結果見表2。

表2 閉路浮選實驗結果

從表2可知，碳酸鹽型磷礦與混合型磷礦按質量比0.43 配礦后，經過反浮選一次粗選、一次掃選、掃選中礦返回粗選形成閉路，所得磷精礦w（P2O5）28.76%、w（MgO）0.90%，P2O5回收率為92.03%。

3 結語

碳酸鹽型磷礦與該混合型磷礦按質量比0.43混合后，原礦w（P2O5）23.64%、w（MgO）3.90%，通過反浮選一次粗選、一次掃選、中礦返回粗選的閉路工藝流程，可以得到磷精礦w（P2O5） 28.76%、w（MgO）0.90%，P2O5回收率92.03%的工藝指標。