磷石膏浮选脱硅试验研究.pdf

第5 2 卷第4 期 2 000 年1 1 月 有 色 金属 N o N F E R R O U SM E T A L S V 0 1 ．5 2 ．N o ．4 N o v e m b e r20 00 磷石膏浮选脱硅试验研究 文书明 昆明理工大学，昆明6 5 0 0 9 3 摘要以云南磷石膏为原料，通过石灰中和及反浮选脱硅试验，使磷石膏悬浮液p H 值达1 0 ，较好地消除了其中的水溶性 P 2 0 5 和F ，S I C 2 的脱除率达8 0 ％，同时除去油质有机杂质，将磷石膏制成了优质的石膏原料，为下一步的磷石膏综合利用创造了良 好的技术条件。 关键词磷石膏；水洗；浮选；脱硅 中图分类号T D 9 8 5 ；X 7 8 1 ．3 坟献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 0 0 4 0 1 5 7 一0 2 、X 磷石膏是用硫酸与磷矿作用，湿法生产磷酸时 所得的副产品，通常每生产1 tP ，O ，可得4 ．5 t 磷石 膏。目前我国磷石膏年排放量约为5 0 0 万t ，随着我 国磷铵工程的建设，几年后将超过1 0 0 0 万t ／a 的排 放量。磷石膏不同于天然石膏，尽管其C a S O 。 2 H 2 0 的含量较高，但含有P 2 0 50 ．3 ％～1 ．5 ％，F 含 量为0 ．1 ％～1 ．5 ％，湿基磷石膏呈酸性，有的还具 有较高的放射性，所以它的任意排放，不仅占用大量 土地，造成严重的环境污染，而且还影响人们的身体 健康。目前云南湿法磷酸的生产多采用原矿，除含 有2 9 ％～3 1 ％的P 2 0 s 外，S i 0 2 的含量也很高，所以 云南的磷石膏中S i O ，的含量高达8 ％～1 0 ％，这样 的磷石膏与天然石膏相比，除P 2 0 ；、F 、有机杂质含 量高外，S i O 也成为影响其综合利用的重要因素。 本试验采用浮选法较有效地除去了磷石膏中的 S i 0 2 和有机杂质，同时也使P 2 0 ；的含量下降，提高 了磷石膏的质量，为进一步的综合利用创造了良好 的技术条件。 1原料性质及试验方法 1 ．1 原料性质 磷石膏取自云南磷肥厂，其化学成分如表1 所示。 表1 磷石膏的化学成分／％ 结晶水S i 0 2F e 2 0 3A 1 2 0 3C a OM g OS 0 3 水溶P 2 0 5 ／总P 2 ] 5 由表1 可知，该磷石膏中含有8 ．3 ％的S i 0 2 ， 作者简介文书明，男，教授 2 ．2 1 ％的总P 2 0 5 ，这是影响磷石膏综合利用的主要 杂质。 磷石膏呈细粒状，其粒度组成见表2 。 表2 磷石膏的粒度组成／％ 1 ．2 试验方法 1 ．2 ．1 水洗试验方法。磷石膏水洗在1 ．5 L 的搅 拌槽中进行，先加入1 0 0 0 m l 自来水，再加入5 0 0 9 磷 石膏，搅拌3 m i n ，停止搅拌，澄清后倒出澄清液，测 量澄清液p H 值，再加水进行第二次、第三次的水 洗，测出各次澄清液的p H 值。 1 ．2 ．2 浮选试验方法。磷石膏浮选在1 ．5 L 挂槽 浮选机中进行。磷石膏粒度已达到浮选的粒度要 求，不需磨矿。加入磷石膏5 0 0 9 于浮选槽中，加水 至浮选浓度3 0 ％左右，调浆l m i n ，加C a O 调整矿浆 p H 值，加混合胺浮选S i 0 2 ，松醇油为起泡剂，浮选 5 m i n 。扫选只加松醇油，时间3 m i n 。 2 试验结果与分析讨论 2 ．1 水洗试验结果与分析讨论 表3 为磷石膏水洗次数与澄清液p H 的关系。 由表可知，随着清洗次数的增加，磷石膏悬浮液和澄 清液的p H 值升高，当达3 次清洗时，可使矿浆达到 弱酸性。磷石膏清洗的目的是脱除其中的可溶性 P ’O 。和F ，也可除去游离酸，经过三次水洗后，水溶 万方数据 有色金属 第5 2 卷 性P 2 0 5 含量已降至0 ．1 3 ％，水溶性F 从0 ．0 5 ％下 降至0 ．0 1 ％，所以水洗可以显著地提高磷石膏矿浆 的p H 值和降低其中P 2 0 5 和F 的含量。 ‘ 表3 水洗次数与磷石膏p H 值的关系 2 ．2 石灰中和法的试验结果与分析讨论 表4 示出了石灰添加量对磷石膏p H 值和水溶 性P O ，和F 含量的影响。 表4 石灰用量对p H 值和P 2 0 5 及F 含量的影响 石灰用}悬浮液p H 值 水溶性P 2 5 水掌性 』 g 2』堑型墅 0 2 ．6 1 ．9 60 ．0 5 1 5 0 05 ．2O ．8O ．0 3 3 0 0 08 ．40 ．1 50 ．0 2 4 5 0 09 ．50 ．1 20 ．0 1 6 0 0 0 1 0 ．20 ．0 80 ．0 1 由表4 的试验结果可知，添加石灰可显著地提 高磷石膏矿浆的p H 值，且较明显地降低了磷石膏 中水溶性P 0 5 和水溶性F 的含量。但是从石灰降 低P 2 0 5 和F 的原理上看，所降低的P 2 0 5 和F 并非 从磷石膏中消除了，而是以磷酸的钙盐的形式转化 为不溶性P 2 0 。了，F 也是生成了钙的氟化物。磷石 膏综合利用主要是用来做建筑材料，水溶性的P 2 0 5 和F 变成钙盐后，对二水硫酸钙脱水过程的影响变 小，所以尽管P 0 5 和F 没有从磷石膏中消除，但通 过石灰处理降低了其对磷石膏综合利用的影响。这 一方法比水洗法简便得多，可代替水洗法除杂。 2 ．3 浮选脱硅试验结果与分析讨论 混合胺是石英的良好捕收剂，但要求在碱性介 质中才能获得良好的指标。表5 为混合胺3 0 0 9 ／t 时，石灰用量与S i 0 2 脱除率的关系。 表5 石灰用量对磷石膏中s i 0 2 脱除率的影响／％ 石灰用芋磷石膏产率S i O z S i O 含量S i 0 2 脱除率磷石膏产率含量z 脱除率 1 5 0 08 2 ．3 15 ．4 74 5 ．7 6 3 0 0 08 2 ．0 54 ．6 55 4 ．0 3 4 5 0 08 1 ．1 52 ．6 67 4 ．O O 6 0 0 08 】．2 n2 5 27 5 3 5 由表5 的试验结果可知，石灰用量对磷石膏中 S i 0 2 的脱除率具有重要的影响，当石灰用量达 5 0 0 0 9 ／t 左右时，可使S i 0 2 的脱除率达7 5 ％，所以 最佳的石灰用量应为5 0 0 0 9 ／t 左右。 表6 为最佳石灰用量下，混合胺用量对磷石膏 中S i 0 2 脱除率的影响。 表6 混合胺用量对磷石膏S i 0 2 脱除率的影D R ／％ 混合胺只量磷石膏产率S i 0 2 含量S i 0 2 脱除率磷石膏产率2 含量2 脱除率 2 0 08 5 ．7 73 ．7 66 1 ．1 5 3 0 08 1 ．2 22 ．5 57 5 ．0 5 3 5 07 8 ．8 62 ．1 37 9 ．7 6 4 0 07 8 ．15 2 ．0 88 0 ．4 2 从表6 的试验结果看出，混合胺的用量越高，磷 石膏中S i 0 2 的脱除率越高，但当混合胺用到3 5 0 ～ 4 0 0 9 ／t 时，S i 0 2 的脱除率增加速度很慢，所以认为 3 5 0 9 ／t 的混合胺用量已可较好地脱除磷石膏中的 s i 0 2 了。此时磷石膏中s i 0 2 的脱除率达8 0 ％左 右，磷石膏含S i O ，在2 ％左右，这样的磷石膏已是 下一步综合利用良好的原料了。 在S i o ，的浮选过程中，加入松醇油为起泡剂， 磷石膏中的有机杂质随浮选泡沫上浮，试验过程中 观察到，开始的1 m i n 内，泡沫发黑，而随着浮选的进 行，泡沫变白，磷石膏中的油质有机杂质得到了充分 的排除。 磷石膏除杂脱硅后，可以采用动态水热法将其 加工成强度很高的a 一半水石膏粉，且浮选中加入的 胺类，不但不会对磷石膏的脱水产生不利的影响，而 且因其表面活性作用，将使a 一半水石膏的结晶形态 向短柱状转移，有利于提高a 一半水石膏粉成型材料 的强度。 3结语 1 磷石膏既是磷化工的废弃物，造成严重的环 境污染，又是取代天然石膏的原材料，对其进行浮选 处理，可获得优质的石膏原料。 2 云南磷石膏湿基p H 值在2 ．6 左右，呈酸 性，经水洗三次后，可将其p H 值提高到5 ．4 ，其中的 水溶性P 2 0 5 从1 ．9 6 ％下降至0 ．1 3 ％，水溶性F 从 0 ．0 5 ％下降至0 ．0 1 ％。 3 石灰可中和磷石膏中的游离酸、水溶性 P ，O s 和F ，在5 0 0 0 9 ／t 的用量下，可使磷石膏的p H 提到1 0 以上，水溶性P 2 0 5 降至0 ．1 ％左右，水溶性 F 降至0 ．0 1 ％，大部分P ，O ，和F 转化为对后续磷 石膏综合利用影响较小的钙的磷酸盐和氟化物。 下转第1 5 3 页 万方数据 第4 期王毓华通过技术改造提高某多金属硫化矿选厂经济效益 1 5 3 盟盟学 表2药剂用量／【g , t - I 图2 铜铅分离原则流程 3 ％ 3 ．5 改造后的生产技术指标 通过技术改造，选厂生产指标有了明显改善， 1 9 9 6 年1 0 月下旬铅、锌、硫系统的生产指标列于表 3 。1 9 9 6 年1 2 月进行铜铅分离工业试验，得到的试 验指标列于表4 。 表3 技术改造后铅、锌、硫系统的生产指标 通过以上技术改造，1 9 9 7 年度创造总产值约 1 5 0 0 万元，与1 9 9 5 年度相比净增产值约4 0 0 万元， 给该矿带来了较好的经济效益。 4结语 1 对铅系统流程结构进行调整，并减少石灰用 量，添加C T P 抑硫，Z H 强化铜、金的回收，使铜铅混 合精矿中铜的回收率大幅度提高，伴生金的回收率 提高1 3 ．9 3 ％，铅的回收率也有较大幅度的提高，同 时降低了铜铅混合精矿含锌量。 2 采用小分子有机抑制剂C T P ，可减少石灰 用量，实现低碱度锌硫分离。 3 采用重浮联合流程及添加D Z 一1 活化剂， 可替代H 2 S 0 4 进行选锌尾矿选硫，生产优质硫精 矿，硫精矿品位为3 6 ．8 ％，选硫作业回收率为 8 0 ．1 2 ％。该工艺简单易行，成本低，特别适合 3 0 0 t ／d 以下的小有色选矿厂采用。 4 添加重铬酸钾 C M C 水玻璃抑铅浮铜， 可较有效地实现铜铅分离，获得合格的铜精矿和铅 精矿。 5 选厂年净增产值约4 0 0 万元，经济效益显 著。 上接第1 5 8 页 4 用石灰为p H 调整剂，混合胺为S i 0 2 的捕 收剂，采用反浮选法可将磷石膏中的s i 0 2 脱除 8 0 ％，得到的磷石膏含S i 0 2 仅在2 ％左右，是较好 的石膏原料。 5 反浮选还能较好地除去磷石膏中的油质有 机杂质，残余的胺类是石膏水热法制取a 一半水石 膏粉的媒晶剂，不仅没有坏的影响，还对下一步的磷 石膏利用有利。 万方数据