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(fā)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(jīng)濟價值較大的磷礦資源為數(shù)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(jīng)過多年開采后，富礦不斷消耗，可直接用于生產(chǎn)磷肥的磷礦儲量已經(jīng)很少，急需對其所屬礦山中低品位磷礦石進行開發(fā)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(qū)，分別為礦區(qū)一和礦區(qū)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(qū)一的原礦m（CaO）/m（P2O5）＜1.60，屬于碳酸鹽型磷礦；礦區(qū)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(jīng)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(yè)純，配制成w（H2SO4）40.0%添加；捕收劑NECP，自制，配制成質(zhì)量分數(shù)5.0%添加。

2 實驗及討論

根據(jù)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(zhì)量比例混合后浮選，尋找最優(yōu)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(zhì)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(xiàn)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(zhì)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(yè)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(zhì)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(zhì)量比0.43 配礦后，經(jīng)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(zhì)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。