云南某风化磷矿浮选试验研究.pdf

年 月云南化工 第 卷第 期 ，：云南某风化磷矿浮选试验研究张朝旺，陈赐云，黄曦（国家磷资源开发利用工程技术研究中心，云南昆明 ；云南磷化集团有限公司，云南昆明 ）摘要：针对云南某风化矿开发利用的问题，经过系统性工艺研究，开发出了一套适用于风化矿的擦洗 浮选联合工艺流程。通过该工艺处理后，将风化矿从、的质量分数从 、，提升到精矿的 、，满足了下游化工企业的生产要求，为其开发利用提供了技术依据。关键词：擦洗 浮选联合工艺；风化矿；试验中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，）：，：；我国是磷矿资源大国，保有储量世界第二 。随着绿色低碳环保政策的要求，绿色出行已势在必行 。磷矿价值越来越高，开发利用磷矿资源也是趋势所向 。云南某磷矿风化胶磷矿，其粒度分布呈现粗粒级矿的有用矿物富集较高、杂质含量低。采用分级 浮选联合分选的方法，粗粒级矿石直接作为成品矿，而细粒级通过浮选法富集后与粗粒级矿物合并作为总精矿，既可以简化工艺流程，又可以降低药剂消耗，从而为合理利用该磷矿提供有力依据。实验准备 矿样性质考察矿样中有用矿物和杂质含量及分布情况，为选别工艺路线提供技术支撑。原矿化学成分分析结果见表 所示。表 原矿成分分析结果 灼失量酸不溶物 根据表 ，此矿样 （）（）为 。根据 标准，该矿样属于硅质及硅酸盐型磷块岩矿石，需通过脱除大部分硅质及硅酸盐矿物富集磷矿物。实验药剂 ，调整剂，工业级，配制成质量分数 使用；，抑制剂，工业级，配制成质量分数 使用；，捕收剂，工业级，配制成质量分数 使用；、，分散剂，工业级，配制成质量分数 使用。实验设备 实验室单槽浮选，吉林省探矿机械厂；多功能真空过滤机，武汉洛克粉磨设备制造有限公司；型棒磨机，厦门市程功矿业设备制造有限公司；型电热鼓风烘干燥机，上海实验仪器厂有限公司；型湿式分样机，江西省恒诚选矿设备有限公司。分析方法和分析仪器分析方法：试验产品均采用 射线荧光光谱法分析，依据标准为：。分析仪器：射线荧光仪。实验方法为满足后续磷化工生产加工对磷矿 含量的要求，根据风化矿的有用矿物胶磷矿与脉石矿物（例如石英）的物理性质差别，采用浮选方法进行选别。年 月云南化工 第 卷第 期 ，结果与讨论 磨矿细度试验在常 温、浮 选 机 转 速 、正 浮 粗 选 添加量 、捕收剂 添加量 ，精选、扫选不加药剂的条件下，采用单因素法研究不同细度对磷精矿 品位的影响，工艺流程见图 ，结果见图 。Na2CO3Na2SiO3YP2-12.0 min2.0 min2.0 min-.-1E 4.0 min 1E2.0 min1-E2.0 min图 磨矿细度工艺流程图图 细度与磷精矿（）的变化关系从图 可知，随着 粒矿的质量分数不断升高，精矿 品位不断升高，当 粒矿的质量分数超过 后，精矿 品位变化趋于平缓，变化不明显，故磨矿细度确定为 。对该细度下的原矿进行粒度筛析，筛析结果见表 。表 入选原矿粒度筛析结果粒级产率 品位 单个累计单个累计单个累计单个累计 粒径 粒径 粒径 合计 通过表 筛析结果可知：大于 及以上粒级产率在 ，质量分数为 、质量分数为 ，这部分原矿品质满足下游化工企业 品质要求 （）、（）要求；而 及以下粒级产率为 ，质量分数为 、质量分数为 ，这部分需要进一步提纯，以满足下游化工企业要求。由于本矿样 含量并不高，只需脱除硅质及硅酸盐矿物即可。技术路线确定根据细度试验结果以及筛析结果，先将该矿进行分级，粒级优先分离出来作为合格产品，为浮选入选原料，筛分结果见表 。表 原矿分级结果粒级 产率 合计 年 月云南化工 第 卷第 期 ，由表 可知，粒级 物料满足下游化工企业对原料的要求 （），（）。在 提前回收后，对 进行浮选处理。故确定该工艺的技术路线：分级 浮选工艺流程。工艺流程见图 。Na2CO3Na2SiO3M()YP2-12.0 min2.0 min2.0 min2.0 min-.-U0.074 mm 91.00%1E4.0 min 1E2.0 min31-E 2.0 minYP2-12.0 minNa2SiO32.0 min0.038 mmU0.038 mm-图 分级 浮选联合工艺流程 粗选 用量试验结果在常 温、浮 选 机 转 速 、正 浮 粗 选 用 量 、捕 收 剂 的 用 量 ，精选、扫选不加药剂的条件下，采用单因素法研究不同用量碳酸钠对磷精矿 品位的影响，工艺流程见图 ，结果见图 。图 不同用量 对磷精矿 （）的变化曲线由图 可知：随着 用量的不断升高，精矿 品位呈现先升高后降低的趋势，在碳酸钠用量为 时候，精矿 品位最高，故 的最佳用量为 。粗选 用量试验结果在常温、浮选机转速 、正浮粗选碳酸钠 、捕收剂 的 ，精选、扫选不加药剂的条件下，采用单因素法研究不同用量 对磷精矿 品位的影响，工艺流程见图 ，结果见图 。图 不同 对精矿 品位的变化曲线由图 可知：随着 用量的不断升高，精矿 品位呈现先升高后降低的趋势；在 用量为 时候，精矿 品位最高，故 的最佳用量为 。不同种类分散剂的选择试验结果在常 温、浮 选 机 转 速 、正 浮 粗 选 用量 、用量 、用量 ，分散剂用量 、精选、扫选不加药剂的条件下，采用不同的分散剂改善浮选矿浆环境，工艺流程见图 ，结果见表 。表 分散剂种类试验结果分散剂种类产品名称产率 品位 精矿 回收率 不加精矿 尾矿 原矿 精矿 尾矿 原矿 精矿 尾矿 原矿 精矿 尾矿 原矿 从表 结果知，由于原矿样含泥量大，集中浮选，矿浆发粘，分选性较差，精、尾矿难于沉降；添加分散剂后，矿浆粘性降低，分选效果得到改善。在添加分散剂 时，精矿 品位，品位优于其他，即该矿样分选 物料时，需要添加分散剂改善矿浆性质。粗选捕收剂 用量试验结果在常 温、浮 选 机 转 速 、正 浮 粗 选 年 月云南化工 第 卷第 期 ，用量 、用量 的用量 ，分散剂用量 、精选、扫选不加药剂的条件下，采用单因素法研究不同用量捕收剂 对磷精矿 品位的影响，工艺流程见图，结果见图 。图 不同捕收剂 用量对精矿（）变化关系由图 可知：随着捕收剂 用量的不断升高，精矿 品位呈现先升高后降低的趋势，在捕收剂用量为 时，精矿 品位最高，故捕收剂最佳用量为 。精选 用量试验结果在常 温、浮 选 机 转 速 、正 浮 粗 选 用量为 、用量为 、为 、分散剂为 、扫选不加药剂的条件下，采用单因素法研究精选不同用量 对磷精矿 的影响，工艺流程见图，结果见图。由图 可知：随着精选 用量的不断升高，精矿 品位呈现先升高后趋于平衡，在精选 用量大于 时，精矿品位变化不明显，故精选 用量为 。图 精选不同用量 与（）变化曲线 开路试验流程及结果根据前面的试验结果，在最佳的工艺条件下，采用分级 浮选联合工艺开路流程，进行平行试验，开路流程及药剂制度见图 ，结果见表 。Na2CO3:1.80 kg/tNa2SiO3:4.8 kg/tM():0.18 kg/tYP2-1:1.8 kg/t2.0 min2.0 min2.0 min2.0 min-.-U0.074 mm 91.00%1E 4.0 min 1E2.0 min31-E 2.0 minYP2-1:0.2kg/t2.0 minNa2SiO3:0.3 kg/t2.0 min0.038 mmU0.038 mm-图 开路试验工艺流程图表 开路试验结果开路平行试验产品名称产率 品位 （）（）（）回收率 精矿 中矿 尾矿 合计 精矿 中矿 尾矿 合计 加权平均精矿 中矿 尾矿 合计 年 月云南化工 第 卷第 期 ，从表 可知，原矿经过分级 浮选联合开路流程后，品位从 升高到 ，品位从 降低至 ，满足下游生产企业品质要求 （），（）。闭路试验在开路试验基础上，将扫选中矿返回粗选形成闭路工艺流程，闭路工艺流程及药剂制度见图 ，结果见表 。从表 可知，原矿经过分级 浮选联合闭路流程后，原矿 品位从 升高到 ，品位从 降低至 满足下游生产企业品质要求 （），（）。Na2CO3:1.60 kg/tNa2SiO3:5.0 kg/tM():0.20 kg/tYP2-1:1.6 kg/t2.0 min2.0 min2.0 min2.0 min-.-U0.074 mm 91.00%1E5.0 min 1E2.5 min31-E3.0 minYP2-1:0.3 kg/t2.0 minNa2SiO3:0.5 kg/t2.0 min0.038 mmU0.038 mm图 闭路试验流程图表 闭路试验结果序号产品名称产率 品位 （）（）（）回收率 精矿 尾矿 合计 精矿 尾矿 合计 精矿 尾矿 合计 加权平均精矿 尾矿 合计 结论）根 据 该 风 化 矿 的 粒 度 筛 析 结 果，其 粒级产率占 ，（）、（），这部分原矿品质满足下游化工企业要求；其 粒级产率占 ，（）、（），这部分需要脱除脉石矿物，才能满足下游化工企业要求。因此，采用擦洗得到 毫米粒级的精矿，再采用浮选得到 粒级的精矿。）该风化矿经过擦洗 浮选联合闭路流程后，原矿 品位从 升高到 ，品位从 降低至 ，品位从 降低至 ，有效富集了精矿的 品位，使其满足了下游化工要求，为该矿的开发利用提供了技术依据。参考文献：丁全利 磷矿：寻找“脱贫”之路 关注中国磷矿开发问题 资源论坛，（）：李建军，刘俊俊，杨玉，等“双碳”目标下黑龙江省智慧农业绿色发展对策 北方园艺，（）：唐远，朱奥妮，陈菲菲，等 我们战略性非金属矿产分离技术进展 化工矿物与加工，（）：收稿日期：作者简介：张朝旺（），男，江西上饶人，高级工程师，主要从事磷矿选矿工程化应用研究。通讯作者：陈赐云（），女，云南弥渡人，硕士，高级工程师，主要从事磷矿选矿及尾矿磷产业固废资源化利用等方面的工作。