李 寧, 劉潤哲,2
(1.云南磷化集團有限公司,云南 昆明 650600; 2.國家磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心,云南 昆明 650600)
磷礦是一種不可再生的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。 我國磷礦資源富礦少、貧礦多,選礦是高效利用中低品位磷礦的主要技術(shù)手段[1-5]。 磷礦選礦主要包含磨礦分級和浮選兩個工序。 磨礦是浮選前必要的準(zhǔn)備作業(yè),磨機電耗占選廠能耗的30%~75%,磨機負(fù)荷直接決定了選廠負(fù)荷,磨礦效果直接影響著選礦指標(biāo)和選廠經(jīng)濟效益[6-8]。 磷礦浮選有單一正浮選、單一反浮選、兩步浮選法等[1],單一正浮選和單一反浮選成本較低,而兩步浮選法成本較高。 某磷礦選廠采用兩段閉路磨礦、單反浮選工藝。 流程考察分析結(jié)果表明,入磨原礦中-0.074 mm 粒級含量7.78%,這部分礦石品位低、泥質(zhì)含量大,對磨礦和浮選均會造成不利影響。 為有效解決該問題,本文結(jié)合生產(chǎn)工藝,開展了脫泥磨礦分級-浮選工藝試驗研究,以期提高磨礦效率和提高浮選效果。
礦樣取自破碎產(chǎn)品皮帶樣,每0.5 h 取樣一次,取樣時長12 h。 樣品粒度分析以及主要元素在各粒級中的分布情況見表1。 從表1可以看出,樣品中-0.074 mm粒級含量7.05%、P2O5品位13.87%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于樣品的P2O5品位(20.51%)。 如果能在入磨前預(yù)先把-0.074 mm粒級礦樣分離出來,一是可以提升磨機負(fù)荷,二是可以減少細(xì)粒級對磨礦的不良影響、提高磨礦效率;把-0.074 mm 粒級礦樣單獨分離出來浮選,也可提高+0.074 mm 粒級礦樣的選礦效率。
表1 原礦粒度組成及主要元素粒級分布情況
試驗主要設(shè)備包括顎式破碎機、標(biāo)準(zhǔn)分樣篩、球磨機、恒溫水浴鍋、分樣機、浮選機、磁力攪拌器、真空過濾機、電熱恒溫干燥箱等。
試驗試劑包括捕收劑YP6(常溫下為固狀塑性脂肪,含固量25%左右,呈弱堿性,凝固點40 ℃)、抑制劑YP3(主要成分為濃度25%左右的磷酸)、調(diào)整劑YP4(主要成分為濃度98%的濃硫酸),均為自主研發(fā)的藥劑。
將原礦中-0.074 mm 粒級礦樣分離出來,并對+0.074 mm 粒級礦樣進行磨礦,再對兩個粒級分別進行浮選。 同時進行了全粒級磨礦-浮選試驗,并對比了兩種工藝的指標(biāo)。 試驗流程見圖1。
圖1 試驗流程
在磨礦條件完全相同的情況下,使用XMQΦ240×90 錐形球磨機分別對+0.074 mm 粒級礦樣和全粒級礦樣磨礦至-0.074 mm 粒級占94.14%,分別記錄所需磨礦時間,作為磨礦效率的依據(jù)。
兩種礦樣的磨礦效率見表2。 從表2可以看出,去除了-0.074 mm 粒級礦樣的影響,-0.074 mm 粒級礦樣磨礦效率提升了8.90%;同時,由于預(yù)先分離了部分細(xì)粒級礦石,相應(yīng)地提升了磨機負(fù)荷。
表2 礦樣磨礦效率
3.2.1 +0.074 mm 粒級礦樣浮選試驗
磨礦細(xì)度-0.074 mm 粒級占94.14%,捕收劑YP6用量3.5 kg/t、調(diào)整劑YP4 用量20.0 kg/t,抑制劑YP3用量條件試驗結(jié)果見表3。 結(jié)果表明,YP3 用量2.0 kg/t時,精礦產(chǎn)率較高,其余指標(biāo)相差不大。 適宜的YP3用量為2.0 kg/t。
表3 +0.074 mm 粒級礦樣抑制劑用量試驗結(jié)果
抑制劑YP3 用量2.0 kg/t,其他條件不變,進行了調(diào)整劑YP4 用量條件試驗,結(jié)果見表4。 結(jié)果表明,YP4 用量22.0 kg/t 時,精礦MgO 含量較低,其余指標(biāo)相差不大。 適宜的調(diào)整劑YP4 用量為22.0 kg/t。
表4 +0.074 mm 粒級礦樣調(diào)整劑用量試驗結(jié)果
調(diào)整劑YP4 用量22.0 kg/t,其他條件不變,進行了捕收劑YP6 用量條件試驗,結(jié)果見表5。 結(jié)果表明,YP6 用量3.5 kg/t 時,精礦MgO 含量較低、產(chǎn)率較高。適宜的捕收劑YP6 用量為3.5 kg/t。
表5 +0.074 mm 粒級礦樣捕收劑用量試驗結(jié)果
3.2.2 -0.074 mm 粒級礦樣浮選試驗
不磨礦條件下,對-0.074 mm 粒級礦樣進行了浮選藥劑用量單因素條件試驗,結(jié)果見表6。 從表6可以看出,適宜的藥劑制度為:抑制劑YP3 用量2.0 kg/t,調(diào)整劑YP4 用量20.0 kg/t,捕收劑YP6 用量5.0 kg/t。
表6 -0.074 mm 粒級礦樣藥劑用量試驗結(jié)果
磨礦細(xì)度-0.074 mm 粒級占94.14%條件下,對全粒級礦樣進行了浮選藥劑用量單因素條件試驗,結(jié)果見表7。 從表7可以看出,適宜的藥劑制度為:抑制劑YP3 用量2.0 kg/t,調(diào)整劑YP4 用量22.0 kg/t,捕收劑YP6 用量4.0 kg/t。
表7 全粒級礦樣藥劑用量試驗結(jié)果
按以上試驗確定的適宜藥劑制度進行了驗證試驗,結(jié)果見表8。 從表8可以看出,-0.074 mm 粒級礦樣原礦P2O5品位13.87%,不磨礦直接浮選可以獲得精礦產(chǎn)率56.16%、P2O5品位19.91%、MgO 含量0.86%、P2O5回收率80.66%;+0.074 mm 粒級礦樣原礦P2O5品位21.01%,經(jīng)磨礦-浮選可以獲得精礦產(chǎn)率62.22%、P2O5品位29.16%、MgO 含量0.98%、P2O5回收率86.35%;兩者的綜合精礦產(chǎn)率61.94%、P2O5品位28.51%、MgO 含量0.97%、P2O5回收率86.11%。 全粒級浮選可以獲得精礦產(chǎn)率61.48%、P2O5品位27.60%、MgO 含量1.07%、P2O5回收率82.74%。 與全粒級浮選指標(biāo)相比,脫泥分別浮選的精礦、尾礦指標(biāo)更好,產(chǎn)率提高了0.46個百分點,回收率提高了3.37個百分點,調(diào)整劑用量下降了0.64%,捕收劑用量下降了9.75%。 這有利于降低選廠成本、提高效益。
表8 浮選指標(biāo)對比
1) 預(yù)先脫泥磨礦減小了-0.074 mm 粒級礦樣對磨礦的影響,磨礦效率提升了8.90%,而且有利于提升磨礦負(fù)荷。
2) 脫泥浮選把-0.074 mm 粒級礦樣和+0.074 mm粒級礦樣分開浮選,減小了原生細(xì)泥對+0.074 mm 粒級礦樣浮選的影響,相比于全粒級浮選,脫泥浮選所得選別指標(biāo)更好,產(chǎn)率提高了0.46個百分點,回收率提高了3.37個百分點,調(diào)整劑用量下降了0.64%,捕收劑用量下降了9.75%。