云南某中低品位膠磷礦浮選試驗(yàn)研究

戴 川，彭麗群，劉潤哲，劉麗芬

(國家磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心，云南磷化集團(tuán)有限公司研發(fā)中心，云南 昆明 650600)

0 引言

我國雖然磷礦資源總量比較豐富，但存在富礦少、貧礦多、分選性差的特點(diǎn)。云南是我國磷礦資源大省，但經(jīng)過多年的開發(fā)利用，高品位磷礦儲量越來越少，為保證國家磷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)對中低品位磷礦石的開發(fā)應(yīng)用尤為重要。浮選法是高效分選中低品位膠磷礦的有效手段，其主要的浮選工藝流程有單一正浮選、單一反浮選、正反(反正)以及雙反浮選[1-6]。目前工業(yè)生產(chǎn)中最常見的為單一反浮選，其以硫酸或磷酸作為pH調(diào)整劑，同時也作為含磷礦物的抑制劑，以脂肪酸類捕收劑浮出脈石礦物(如白云石、方解石)，該工藝具有流程簡單、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。

云南某中低品位磷礦主要由原生礦、微風(fēng)化礦以及部分半風(fēng)化礦組成。本研究礦樣為硅鈣混合型磷礦石，磷含量較低，為保證其得到合理的開發(fā)利用，對其進(jìn)行了較為詳細(xì)的試驗(yàn)研究。

1 試樣及藥劑

1.1 原礦性質(zhì)

為了解礦樣中主要元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對該礦樣進(jìn)行了化學(xué)多元素分析，結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果單位：%

由表1可知，此礦樣ω(CaO)/ω(P2O5)為1.73，MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.32%，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，考慮采用單一反浮選脫鎂工藝進(jìn)行選礦富集。

1.2 試驗(yàn)藥劑

試驗(yàn)所用藥劑如表2所示。

表2 試驗(yàn)藥劑

2 結(jié)果與討論

2.1 浮選流程

本次試驗(yàn)所用浮選工藝流程如圖1所示。

圖1 浮選工藝流程

2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

按圖1所示流程進(jìn)行試驗(yàn)，以磨礦細(xì)度為單因素變量，考查其對浮選的影響，結(jié)果見表3。

表3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果單位：%

由表3可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦產(chǎn)率呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，精礦P2O5品位呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。磨礦細(xì)度-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90.56%時，精礦P2O5品位為28.45%、回收率為78.62%，此時分選效率最高，因此在后續(xù)試驗(yàn)中選用磨礦細(xì)度為-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90.56%。

2.3 粗選H2SO4用量試驗(yàn)

選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90.56%， 粗選H3PO4用量為2.5 kg/t、YP6-2B用量為1.5 kg/t，以H2SO4用量為單因素變量，考查其對浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 H2SO4用量試驗(yàn)結(jié)果

H2SO4在反浮選過程中作為pH調(diào)整劑和抑制劑使用。有研究表明[7]，在pH>3.8時膠磷礦表面荷負(fù)電，pH<6.3時白云石表面荷正電，實(shí)驗(yàn)過程中pH約為4.5時，脂肪酸類捕收劑對白云石具有較好的可浮性。由表4可知，隨著H2SO4用量的增大，精礦產(chǎn)率和回收率基本呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，精礦P2O5品位在H2SO4用量為15 kg/t時最高，分選效率最佳。綜合考慮，確定H2SO4用量為15.0 kg/t。

2.4 粗選H3PO4用量試驗(yàn)

選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90.56%，粗選H2SO4用量為15.0 kg/t、YP6-2B用量為1.5 kg/t，以H3PO4用量為單因素變量，考查其對浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

H3PO4在磷礦反浮選過程中主要作為抑制劑使用。由表5可知，隨著H3PO4用量的增大，精礦產(chǎn)率和回收率基本呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，當(dāng)H3PO4用量在3.5 kg/t以上時，精礦品位和回收率變化不大。綜合考慮，確定H3PO4用量為3.5 kg/t。

表5 H3PO4用量試驗(yàn)結(jié)果

2.5 粗選YP6-2B用量試驗(yàn)

選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90.56%，粗選H2SO4用量為15.0 kg/t、 H3PO4用量為3.5 kg/t，以粗選YP6-2B用量為單因素變量，考查其對浮選指標(biāo)的影響，結(jié)果見表6。

YP6-2B屬于脂肪酸類捕收劑，對氧化礦具有較好的捕收能力，在膠磷礦反浮選過程中主要與白云石作用。有研究表明[8]，在pH=5.0附近時，YP6-2B與磷灰石的作用方式主要為物理吸附，且吸附量較少；而與白云石的作用方式主要為化學(xué)吸附。由表6可知，YP6-2B用量從0.5 kg/t增加至2.5 kg/t時，隨著捕收劑用量的增大，精礦產(chǎn)率和回收率基本呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。綜合考慮精礦品位、回收率，確定YP6-2B用量為1.5 kg/t。

表6 YP6-2B用量試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

a. 對試樣進(jìn)行了1粗1精開路反浮選試驗(yàn)研究，優(yōu)化后的工藝條件為：磨礦細(xì)度為-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90.56%、H2SO4用量為15.0 kg/t、H3PO4用量為3.5 kg/t、YP6-2B用量為1.5 kg/t。

b. P2O5品位為22.46%、MgO品位為5.32%的原礦經(jīng)1粗1精反浮選后可獲得P2O5品位為28.26%、MgO品位為0.91%、P2O5回收率為82.22%的精礦指標(biāo)。