澳大利亞微細粒級磷礦浮選試驗

方世祥,楊穩(wěn)權

(云南磷化集團磷資源開發(fā)利用工程技術研究分公司，云南 昆明 650113)

0 引 言

磷是動植物生長必需的元素，磷肥是糧食增產的關鍵.世界磷資源供應的充足度和穩(wěn)定性關系到世界糧食供應安全.近些年來，由于磷資源利用量的急劇增加，能直接被利用的高品位磷礦已越來越少,中低品位磷礦的開發(fā)利用受到了各方面的重視.本文就澳大利亞某地微細粒級磷礦浮選進行探索性試驗，針對微細粒級磷礦浮選，在低礦漿濃度下，在不同的地點添加分散劑加強微細粒級物料的分散，以提高分選的選擇性.本文的研究為該類型磷礦的浮選奠定了基礎，拓展了磷資源綜合利用的思路.

1 原礦性質

澳大利亞的磷礦資源占有量不到世界的1％，主要集中三個地方：昆土蘭的喬治亞灣，西澳大利亞的芒特·沃爾德以及圣誕島，都是沉積磷石礦.喬治亞灣和芒特·沃爾德礦床的磷灰石被脈石礦物浸染，所以原礦中P2O5含量較低.而圣誕島和芒特·沃爾德另一部分礦床的礦石中P2O5含量較高，但是因為有鈣銀星石和水磷鋁堿石伴生，含有鐵和鋁的有機組分，增加了選礦的難度.

1.1 原礦多元素分析

本試驗所用的礦樣來自昆土蘭的喬治亞灣.原礦多元素化學分析結果如表1所示.

表1 原礦多元素分析

由化學分析結果，該礦m(CaO)/m(P2O5)為1.35，m(SiO2)/m(CaO)為0.56，倍半氧化物(R2O3)含量較高；根據DZ/T0209-2002標準，該礦石屬于中品位風化型硅質磷塊巖.對該礦最適宜的浮選工藝采用正浮選，抑制硅酸鹽礦物浮出磷礦物，從而富集磷精礦.

1.2 入選原礦粒度篩析

通過磨礦細度試驗確定入選最佳磨礦細度為-0.038 mm占95.76％，入選原礦粒度篩析結果見表2所示.

表2 入選粒度篩析結果

從表2可以看出，磷礦礦物在各個粒級分布比較均勻；在+0.025 mm粒級，硅含量雖然偏高，但其產率較低，因此可以說該磨礦細度情況下，有用礦物與脈石礦物得到了充分解離.

2 試驗結果與分析

從表2的數據可以看出，-0.025 mm粒級占有89.10％，屬微細粒級.大量的微細粒礦泥存在時，單體解離的礦物可能被不同礦泥包裹，礦漿粘度較大，對于正浮選抑制硅酸鹽礦物不利.因此對于該類型磷礦，重點加強分散抑制，提高分選的選擇性，試驗分別進行了不同分散劑以及濃度試驗.

2.1 分散劑種類試驗

進行了分散劑的選擇試驗，試驗工藝流程如圖1所示，試驗結果如表3所示.

圖1 分散劑種類試驗工藝流程圖

表3分散劑種類試驗結果

Table 3 Results of dispersant choice

分散劑產品名稱產率/％品位/％P2O5SiO2P2O5回收率/％脫硅率/％L2精礦76.2529.4615.8182.2241.82尾礦23.7519.4536.4917.7858.18原礦100.0027.3220.72100.00100.00淀粉精礦75.1529.0017.6179.3135.38尾礦24.8522.8829.1620.6964.62原礦100.0027.4820.48100.00100.00CMC精礦69.2329.4717.0673.7642.94尾礦30.7723.5928.9026.2457.06原礦100.0027.6620.70100.00100.00MOS精礦74.4029.1717.2878.2336.70尾礦25.6023.5929.1321.7763.30原礦100.0027.7420.31100.00100.00JML精礦72.7829.3517.5277.6538.22尾礦27.2222.5929.0022.3561.78原礦100.0027.5120.64100.00100.00

從表3的試驗結果可以看出，綜合考慮產率、回收率及脫硅率等指標，添加L2的選礦效果較好，因此，本試驗確定L2作為礦漿分散劑.

2.2 礦漿濃度試驗

礦漿濃度對泡沫選礦影響很大，特別是對于這種風化程度比較嚴重的礦石.對不同濃度的礦漿進行了浮選比較研究，試驗流程如圖2所示，試驗結果如表4所示.

圖2 礦漿濃度試驗工藝流程圖

表4浮選濃度試驗結果

Table 4 Results of pulp density test

浮選濃度w/％產品名稱產率/％品位/％P2O5MgOSiO2R2O3P2O5回收率/％脫硅率/％14.28精礦70.0130.450.5213.154.0678.3355.45尾礦29.9919.660.9238.26.1121.6744.55原礦100.0027.210.6420.664.67100.00100.0019.06精礦76.4429.720.5215.714.0682.7042.13尾礦23.5620.160.8537.106.0217.3057.87原礦100.0027.470.6020.754.52100.00100.0028.55精礦89.1629.090.5217.334.2595.2228.19尾礦10.8412.050.4155.978.454.7871.81原礦100.0027.240.5121.524.70100.00100.00

試驗結果表明，高濃度浮選的精礦產率和回收率較高，但精礦中P2O5含量偏低，且精礦中SiO2含量偏高，說明高濃度礦漿中磷礦物與石英之間的包裹體不容易分散開，浮選過程中夾雜在磷礦物中的脈石隨泡沫進入到精礦中，影響了精礦的質量；而低濃度浮選時，精礦產率、回收率較低，但精礦P2O5品位較高.因此，低濃度浮選較好.為了獲得較好的產率和回收率，同時考慮精礦的質量，故選擇浮選濃度為19.06％.

2.3 一次粗選一次掃選作業(yè)工藝流程試驗

由于該礦樣為高風化礦，磨礦后產生的微細粒級含量較高，礦漿中礦粒之間相互作用難于分散，將水玻璃、碳酸鈉、L2一起加入磨機中和礦石一起磨礦混勻，浮選時礦漿能很好地分散，采用一次粗選一次掃選，見圖3.粗選精礦和掃選精礦合并成最終精礦.工藝流程試驗結果見表5.

圖3 一粗一掃作業(yè)試驗工藝流程圖

表5一粗一掃作業(yè)工藝流程試驗結果

Table 5 Results of one rough and one scavenge test

產品名稱產率/％品位/％P2O5MgOSiO2回收率/％硅排出率/％選礦效率E/％精礦88.0230.560.4915.7297.0136.14尾礦11.986.930.5065.372.9963.86原礦100.0027.730.5021.67100.00100.008.99

從表5可以看出：水玻璃、碳酸鈉、L2一起加入磨機中和礦石一起磨礦混勻，通過一次粗選一次掃選作業(yè)，粗選精礦和掃選精礦合并成最終精礦，可以獲得精礦P2O5品位30.56％、產率88.02％、回收率97.01％，且尾礦中P2O5損失較小，尾礦P2O5品位僅為6.93％，尾礦的P2O5損失率2.99％.

3 試驗探討

對于本次試驗的微細粒磷礦，在較低的浮選濃度下，采用不同的工藝流程，應用適宜的礦泥分散劑，得到了不同的選礦指標.其中以將礦泥分散劑水玻璃、碳酸鈉和L2配伍，添加到棒磨機中與礦石一起磨礦混勻后，進行正浮選一粗一掃浮選工藝的選礦指標較優(yōu)，精礦產率、品位、回收率指標較好，尾礦P2O5損失較小.

對微細粒磷礦石的浮選，通常由于“次生礦泥”粒徑小，比表面積大，易于發(fā)生罩蓋現象，常常夾雜于泡沫中上浮，降低精礦質量；增加礦漿粘度，使浮選機充氣條件變壞，同時溶解度較大，使礦漿中的“難免離子”增加等[1-2]，所以對浮選產生不利的影響，為了消除或減少微細粒對浮選的影響，采取了添加適宜的礦泥分散劑、分批分段加藥、較低濃度浮選等措施.本次對礦泥分散劑添加地點的選擇和方式進行了試驗研究，試驗表明礦泥分散劑和礦漿經較長時間作用且充分混合能有效提高浮選指標.

試驗使用的礦泥分散劑L2為一種主要成分為有機低分子乙二醇和丙三醇組成的混合物，在微細粒磷礦石的浮選中能優(yōu)先吸附石英、硅酸鹽脈石礦物，使之表面親水，而抑制石英、硅酸鹽脈石礦物[3].當水玻璃、碳酸鈉與L2這三種都具有礦泥分散效果的藥劑同時使用時，這種抑制效果就更加明顯，且碳酸鈉的使用能加快浮選速度，降低礦漿中的“難免離子”對浮選過程的影響[4-5]，選擇性加強，使得精礦產率、P2O5品位較高，而尾礦產率、P2O5品位較低.

4 結 語

a．對于微細級磷礦的分選主要是加強分散抑制，實驗表明有機低分子乙二醇和丙三醇組成的混合物-礦泥分散劑L2的分散抑制效果較明顯.

b．試驗表明礦泥分散劑添加地點的選擇和方式不同對浮選指標有影響，礦泥分散劑和礦漿有較長時間作用且充分的混合能提高浮選指標.

c．礦泥分散劑水玻璃、碳酸鈉和L2配伍，添加到棒磨機中，通過一次粗選一次掃選作業(yè)，粗選精礦和掃選精礦合并成最終精礦，可以獲得精礦P2O5品位30.56％、產率88.02％、回收率97.01％，且尾礦中P2O5損失較小，尾礦P2O5品位僅為6.93％，尾礦的P2O5損失率2.99％.

參考文獻：

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