云南某含鐵磷礦可選性實驗研究

康鵬鵬，陳雙貴，鄧桂菊

（云南磷化集團有限公司 安寧礦業(yè)分公司，云南 安寧 650300）

云南是我國的磷資源大省之一，也是國家級磷復肥基地和磷化工產(chǎn)品的主要產(chǎn)地，磷資源消耗量極大。據(jù)不完全統(tǒng)計，云南省每年高品位磷資源消耗量在1 500萬t以上。隨著多年的大規(guī)模開發(fā)，高品位的優(yōu)質(zhì)富礦和簡易擦洗礦急劇減少，開發(fā)利用中低品位磷資源已成為趨勢。近年來，云南省中低品位膠磷礦的開發(fā)利用得到了迅速發(fā)展，但中低品位磷資源的儲量有限，雖然目前磷資源并不短缺，但未來一定會受到磷危機的威脅［1］。為了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，探索研究各類磷礦石的開發(fā)利用是磷資源開發(fā)利用技術儲備的當務之急。為此，筆者對云南某含鐵磷礦石可選性進行了研究，該礦石采用洗礦—磁選—浮選聯(lián)合工藝綜合回收磷、鐵兩種產(chǎn)品，并獲得了較好的實驗結(jié)果。

1 礦石性質(zhì)

礦樣為某工藝磷尾礦，粒度均勻，磷礦物賦存狀態(tài)主要為磷灰石，外觀呈棕褐色礦粉狀，含有云母類礦物，用磁鐵檢驗含有磁性礦物，初步判斷屬磁鐵礦類礦物，原礦主要化學成分分析結(jié)果見表1。

由表1 可知，該礦石中的Fe2O3和P2O5含量較高，用磁鐵可吸出部分礦石，故推測可供回收的有用礦物為磷礦和鐵礦物。

表1 原礦主要化學成分 %

2 選礦工藝實驗研究

2.1 礦石可選性探索

實驗最先選用磁選將該礦樣中的磁性礦物分離，然后磨細進行磷礦物的可選性研究。為了探索除去SiO2和MgO雜質(zhì)的可能性，分別采取單一正浮選（除去SiO2雜質(zhì)）和單一反浮選（除去MgO 雜質(zhì)）2種選礦工藝，其實驗結(jié)果見表2。

表2 單一正浮選、單一反浮選探索實驗結(jié)果 %

由表2可知，單一正浮選或單一反浮選的浮選工藝都不能有效去除礦石中的SiO2和MgO雜質(zhì)，所獲得的磷精礦產(chǎn)品也不符合酸法加工磷礦石的質(zhì)量要求［2］。

2.2 原礦洗礦篩分

單純的浮選工藝不能使磷礦物得到合格有效的富集，初步判斷由于原礦粒度細，鐵、鋁含量高，可能含有泥質(zhì)礦物干涉浮選過程，為此對原礦進行了洗礦篩分，結(jié)果見表3。

表3 原礦洗礦篩分結(jié)果

由表3可知，原礦中＜0.037 4 mm的細粒級顆粒占比為18.18%，其w（P2O5）僅為4.21%，且鐵、鋁倍半氧化物和硅酸鹽含量較高。因此，有必要預先脫除鐵、鋁，以防止其干擾浮選過程。

2.3 礦石磁選

由于礦石中Fe2O3含量較高且呈較強磁性，故將≥0.037 4 mm 粒級物料自然干燥后用磁鐵以人工方式吸出磁性物料，磁性物料和非磁性物料的化學組分分析結(jié)果見表4。

表4 樣品中≥0.037 4 mm粒級磁性物料和非磁性物料的化學組分 %

由表4可知，約98%的磷礦物存在于非磁性物料中，近80%的鐵礦物存在于磁性物料中；分離得到的磁性物料中w（Fe2O3）高達83.15%，作為鐵精礦回收利用；排除磁性物料后，非磁性物料的P2O5含量明顯提高，F(xiàn)e2O3含量明顯降低，為后續(xù)選別作業(yè)提供了良好的條件。

2.4 磷礦物浮選

浮選采用的藥劑有：礦漿pH調(diào)整劑碳酸鈉，硅酸鹽礦物抑制劑水玻璃，含鎂礦物抑制劑NO-2，磷礦物捕收劑HP。

實驗原礦采用≥0.037 4 mm 粒級非磁性物料，在磨礦細度≤0.074 mm占比為84.5%的條件下，采用1粗1精1掃的磷酸鹽浮選工藝流程回收磷礦物，同時進行浮選溫度、NO-2 添加與否及添加點的實驗。RN-1，礦漿加熱到39 ℃浮選，NO-2添加于磨礦作業(yè)；RN-2，礦漿加熱到39 ℃浮選，NO-2添加于浮選作業(yè)；RN-3，常溫浮選（17～18 ℃），NO-2添加于浮選作業(yè)；RN-4，礦漿加熱到39 ℃浮選，不添加NO-2。實驗結(jié)果見表5。

表5 浮選實驗結(jié)果 %

由表5可知，常溫浮選結(jié)果，缺乏規(guī)律性，實驗效果不好，加熱浮選結(jié)果優(yōu)于常溫浮選；將NO-2添加在磨礦作業(yè)可以提高磷精礦產(chǎn)品質(zhì)量。對脫泥后的非磁性物料，在礦漿加熱到39 ℃、在磨礦作業(yè)添加含鎂礦物抑制劑NO-2時，用1粗1精1掃的磷酸鹽浮選工藝可以獲得高質(zhì)量的磷精礦產(chǎn)品。磷精礦P2O5品位可達35%以上，浮選作業(yè)的P2O5回收率為85% ～90% （總P2O5回收率為80% ～83%）。所得磷精礦產(chǎn)品質(zhì)量可以滿足酸法加工［2］的要求。

3 結(jié)論

含鐵磷礦樣品中含有近1/4 的鐵磁性礦物，為了提高資源利用率、降低生產(chǎn)成本，必須充分利用該鐵磁性礦物。

可選性實驗研究結(jié)果表明：采用洗礦—磁選—浮選聯(lián)合流程可有效回收含鐵磷礦中的鐵礦物和磷礦物，在優(yōu)化條件下，可獲得w（P2O5）35%以上的磷精礦產(chǎn)品；浮選作業(yè)P2O5回收率達85% ～90%。加熱浮選優(yōu)于常溫浮選，適當添加含鎂礦物抑制劑有利于提高磷精礦質(zhì)量。