某低品位镁硅质磷矿石选矿试验研究.pdf

d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 4 ．0 1 4 某低品位镁硅质磷矿石选矿试验研究 余新文，文伟，文涵睿，杨成术 国土资源部成都矿产资源监督检测中心，成都6 1 0 0 8 1 摘要采用新型捕收剂T F - 6 4 对某低品位镁硅质磷矿石进行了深入研究，采用正一反浮选工艺进行除镁降硅试验，正 浮选采用碳酸钠和水玻璃作调整剂，反浮选采用硫酸作为抑制剂，捕收剂均采用T F - 6 4 药剂，闭路试验可得到P 2 0 5 品位 3 1 ．0 4 ％、回收率8 1 ．2 8 ％的磷精矿，尾矿中含S i 0 22 5 ．8 2 ％，去除率为5 7 ．7 2 ％。扩大试验连续稳定运行了7 2h ，可得到磷精矿 产率5 6 ．1 5 ％、P 2 0 ，品位3 0 ．4 5 ％、回收率∞．6 8 ％的较好指标。本试验所获的选矿指标，为该低品位镁硅质磷矿石的开发利 用提供了技术支撑。 关键词镁硅质磷矿；正一反浮选；T F 6 1 4 ；扩大连续试验 中图分类号T D 9 7 1 ．3 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 5 0 4 - 0 0 5 4 - 0 4 M i n e r a lP r o c e s s i n gR e s e a r c ho naL o wG r a d e M a g n e s i u mS i l i c e o u sP h o s p h a t eO r e ⅢX i n w e n ，W E NW e i ，W E NH a n r u i ，Y A N GC h e n g s h u C h e n g d uM i n e r a lR e s o u r c e sT e s t i n gC e n t e ro fM i n i s t r y ，L a n da n dR e s o u r c e so fP R C ，C h e n g d u6 1 0 0 8 1 ，C h i n a A b s t r a c t A ni n d e p t hr e s e a r c ho nal o wg r a d em a g n e s i u ms i l i c e o u sp h o s p h a t eo r e ，b ya d o p t i n gt h en e w c o l l e c t o rT F - 6 4 ，W a Sc a r r i e do u t ．Ap o s i t i v e - r e v e l B ef l o t a t i o nf l o w s h e e tb a S e do nt h em i n e r a l o g yo fm i n e r a ls a m p l e s w a Sd e v e l o p e dt or e m o v i n gm a g n e s i u ma n ds i l i c o nm i n e r a l s ．I nt h ep o s i t i v ef l o t a t i o ns t a g e ，s o d i u mc a r b o n a t ea n d s o d i u ms i l i c a t ew e r ea d o p t e da sr e g u l a t o r ．I nt h er e v e r s ef l o t a t i o ns t a g e ，s u l f u r i ca c i dw a su s e da sd e p r e s s a n t ．A n d T F - 6 4W a sc h o s ea sc o l l e c t o ri nt h eb o t hs t a g e s ．T h el a bs c a l ec l o s e dc i r c u i t e x p e r i m e n ta c h i e v e dp h o s p h a t e c o n c e n t r a t ew i t hP 2 0 5g r a d eo f3 1 ．0 4 ％a n dr e c o v e r yo f8 1 ．2 8 ％．T h eg r a d eo fS i 0 2i nt a i l i n g si s2 5 ．8 2 ％a n d d i s t r i b u t i o no fS i 0 2i s5 7 ．7 2 ％．T h e7 2h o u r sp i l o tp l a n tt e s tw o r ka c h i e v e dp h o s p h a t ec o n c e n t r a t ew i t hP 20 5g r a d eo f 3 0 ．4 5 ％，r e c o v e r yo f8 0 ．6 8 ％a n dm a s sr e c o v e r yo f5 6 ．1 5 ％．T h er e s u l t so ft h er e s e a r c hw e r ev e r ys a t i s f a c t o r y ， w h i c hc a l l p r o v i d et e c h n i c a ls u p p o r tf o rt h ee x p l o i t a t i o n a n du t i l i z a t i o no ft h el o wg r a d eo fm a g n e s i u ms i l i c e o u s p h o s p h a t eo r e ． K e yw o r d s m a g n e s i u ms i l i c e o u sp h o s p h a t eo r e ；p o s i t i v e r e v e r s ef l o t a t i o n ；T F - 6 4 ；p i l o tp l a n tt e s tw o r k 磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的 总称，是一种重要的化工矿物原料。我国磷矿资源 丰富，类型较多，但大多数以低品位难选矿石为主。 随着农业经济的快速发展及磷化工产品的持续增 加，对磷矿石的开发利用程度将会增大。据国际肥 料工业协会 I F A 预测，到2 0 1 6 年全球磷矿石需求 量约2 ．2 亿t 【lJ 。鉴于我国磷矿资源贫细杂的特点， 开发利用低品位磷矿石势在必行。 我们对某地低品位难选镁硅质磷块岩矿石进行 了详细的选矿试验研究。此前镁硅质磷矿石大多采 用正一反浮选工艺，捕收剂为氧化石蜡皂类，由于该 药剂捕收能力强，选择性差，浮选泡沫多，黏度大，选 矿效率低，工艺难以推广应用【2J 。本试验采用新合 成的T F - 6 4 捕收剂，该药剂由氧化石蜡皂、正丁醇和 磷酸丁酯按一定比例配制而成，具有较好的溶解性， 选择性好，捕收能力强，在不同的选矿环境下对磷矿 物和碳酸盐矿物均有较好的选择性捕收能力。 本研究镁硅质磷矿石含P 2 0 。2 1 ．1 9 ％、M g O 3 ．6 7 ％、S i O 1 9 ．9 1 ％。采用正一反浮选工艺进行除 镁降硅试验。扩大试验调试正常后连续稳定运行了 收稿日期2 0 1 5 - 0 3 ．1 3 修回日期2 0 1 5 - 0 5 ．1 1 作者简介余新文 1 9 7 8 一 ，男，浙江淳安人，工程师。主要从事选矿研究工作。 万方数据 兰盟5 堡箜兰舅余新文等某低品位镁硅质磷矿石选矿试验研究 5 5 7 2h ，可得到磷精矿P 2 0 53 0 ．4 5 ％、回收率8 0 ．6 8 ％ 的较好指标。 1 矿石性质 该磷矿为镁硅质磷块岩矿石，主要由胶磷矿、长 石、白云石及石英等矿物组成。矿石结构比较简单， 以砂屑结构为主，次为生物砂屑结构，局部见砂屑砾 屑结构。矿石构造有条带条纹状构造、块状构造和 角砾状构造。 磷矿物在矿石中主要呈细砂屑状出现，粒度一 般为O ．1 ～0 ．2n l n l 。长石为矿石中主要脉石矿物， 占脉石矿物的3 0 ％一8 0 ％。主要为正长石，次为微 表l 7 I 曲l e1 斜长石。呈砂屑状散布于矿石中，多呈棱角状及次 棱角状；粒度粗细不均，以0 ．1 ～0 ．2 5I n l l l 为主。白 云石为矿石中次要脉石矿物，含量占脉石矿物的 2 0 ％一6 0 ％，多呈不规则他形粉晶、细晶充填于其他 矿物颗粒之间形成胶结物，少量的白云石呈砂屑状 产出。石英亦为次要脉石矿物，呈粉砂状在矿石中 均匀分布。磨圆度较差，多为次棱角状。其与长石 含量比为1 4 至l 1 0 ，一般1 6 。 矿石中还见有少量黄铁矿、绿泥石、云母、水云 母、碳质等，偶见绿帘石、锆石、电气石等砂屑。 原矿多元素分析结果见表1 。 原矿多元素分析结果 M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eO r e ，％ 堕坌垦坠竺受 堡璺生竺 堡垦堡 生 垒竺翌兰竺 竺缝叁 含量 2 1 ．1 93 ．6 71 9 ．9 13 1 ．4 54 ．6 84 ．3 97 ．1 6 l ，3 52 ．7 6 0 ．1 37 ．8 90 ．1 2 2 选矿试验 根据矿石性质不同。磷矿石选矿方法有单一反 浮选、正浮选、双反浮选、正反浮选以及擦洗脱泥、 重介质分选等∞J 。鉴于本研究矿石为镁硅质类型， 试验采用正一反浮选工艺流程，正浮选磷矿物和反 浮选降镁使用的捕收剂为我单位自行研究复配的新 型T F 捌药剂。 2 ．1 实验室流程试验 2 ．1 ．1 探索试验 该磷矿为镁硅质磷块岩矿石，要得到合格的磷 精矿产品需要除镁降硅，试验进行了正一反浮选除 镁降硅探索试验，试验流程条件见图l ，试验结果见 表2 。 表2探索试验结果 T a b l e2R e s u l t so fe x p l o r i n ge x p e r i m e n t s／％ 从探索试验结果可知，该磷矿采用正一反浮选工 艺可以获得P 2 0 5 品位为3 0 ．4 6 ％、回收率为6 9 ．6 4 ％ 的磷精矿，效果较好。正一反浮选工艺先排除一部分 硅，然后进行除镁，提高P 2 0 ，含量效果非常明显。 图1正一反浮选试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fp o s i t i v e r e v e r s e f l o t a t i o nt e s tw o r k 2 ．1 ．2 正浮选条件试验 正浮选除硅试验采用水玻璃抑制石英等脉石矿 物来达到除硅的目的。正浮选条件试验进行了磨矿 细度试验以及粗选、精选和扫选的碳酸钠、水玻璃和 捕收剂T F - 6 4 用量试验，同时进行了流程结构试验， 正浮选工艺条件及流程见图1 ，结果见表3 。扶表3 试验结果可知，该磷矿经过磨矿后首先采用正浮选 万方数据 除硅工艺可得P 2 0 ，含量为2 5 ．3 7 ％、回收率为 8 4 ．7 7 ％的磷粗精矿。粗精矿中S i O 含量由原矿中 的1 9 ．9 1 ％降至1 5 ．9 2 ％。尾矿中P 2 0 5 含量为 8 ．0 3 ％、损失率为7 ．8 6 ％。分选效果较好。 表3正浮选条件试验结果 T a b l e3R e s u l t so fp o s i t i v ef l o t a t i o nt e s t／％ 2 ．1 ．3 反浮选条件试验 反浮选是在一定的矿浆p H 条件下采用T F - 6 4 捕收剂除去碳酸盐矿物以提高磷精矿品位。反浮选 试验人料为正浮选的粗精矿，反浮选条件试验进行 了粗选、精选和扫选的硫酸和捕收剂T F - 6 4 用量试 验，反浮选工艺条件及流程见图1 ，从表4 试验结果 可知，正浮选粗精矿经过一次粗选、两次精选和两次 扫选的反浮选工艺可得P O ，含量为3 1 ．7 9 ％、回收 率为7 1 ．0 5 ％的磷精矿。精矿中M 护和S i O 含量分 别为0 ．6 4 ％和1 7 ．2 4 ％。 表4反浮选条件试验结果 T a b l e4 R e s u l t so fr e v e r s ef l o t a t i o nt e s t ／％ 操作人员的目的H ‘5J 。为了验证流程试验推荐的工 艺条件及中矿返回对整个流程的影响，进行了连续 7 2h 的扩大试验。扩大试验时原矿一5m i l l 入磨，达到 细度一7 4t u n 含量9 5 ．3 ％，经过两次调浆搅拌进入正 浮选作业，正浮选粗选和扫选I 的精矿合并经过两次 精选得粗精矿，粗精矿又经过两次调浆搅拌进入反浮 选作业得到最终磷精矿产品。试验结果见表6 。 原矿 2 ．1 ．4 闭路试验 在条件试验的基础上按图2 流程及条件进行闭表6 路试验，试验结果见表5 。T a b l e6 表5闭路试验结果 7 r a b l e5 R e s u l t so fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t／％ 2 ．2 扩大连续选别试验 实验室扩大连续选别试验的主要目的是考察中 矿返回后的影响，验证实验室试验的条件、流程和指 标，有时还可以达到为下一步试验提供产品和训练 图2 闭路试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 扩大连续试验结果 R e s u l t so fp i l o tp l a n tt e s tw o r k／％ 3结论 1 本研究磷矿石P 2 0 52 1 ．1 9 ％、M g O3 ．6 7 ％、 S i O 1 9 ．9 1 ％，属低品位镁硅质磷块岩矿石，主要由 胶磷矿、长石、白云石及石英等矿物组成。矿石结构 万方数据 型5 年第4 期余新文等某低品位镁硅质磷矿石选矿试验研究 S 7 比较简单，以砂屑结构为主，次为生物砂屑结构。局 部见砂屑砾屑结构。矿石构造有条带条纹状构造、 块状构造和角砾状构造。 2 根据矿石特性，实验室流程试验采用新研制 的捕收剂T F - 6 4 ，经正一反浮选闭路工艺可得到磷精 矿P 2 0 ，品位3 1 ．0 4 ％、回收率8 1 ．2 8 ％的较好指标。 3 为验证流程试验推荐的工艺条件，进行了7 2 h 的扩大连续试验，可获得P 2 0 ，品位为3 0 ．4 5 ％、回 收率为8 0 ．醅％磷精矿产品。与流程试验指标基本 相同。 4 新合成的T F 5 4 捕收剂完全适应该低品位镁 硅质磷矿的正一反浮选工艺，所获指标良好，为该类 型磷矿石的开发利用提供了有利依据。 参考文献 [ 1 ] 郝庆．中国磷矿资源开发利用现状及建议[ J ] ．科学， 2 0 1 4 5 5 1 - 5 5 ． [ 2 ] 辽宁省地质局中心实验室．低品位磷矿选矿[ M ] ．北京 石油化学工业出版社，1 9 7 8 ． [ 3 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 9 ． [ 4 ] 余新文，杨晓军，高荣喜，等．某低品位磷矿石选矿试验研 究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 3 1 8 - 2 1 ． [ 5 ] 许时．矿石可选性研究[ M 】．北京冶金工业出版社， 2 Ⅸy 7 ． 上接第4 5 页 表5各方案工艺指标对比结果百分点，该技术的研发成果如可以工业应用，不仅大 T a b l e5P r o c e s si n d e xc o m p a r i s o nb e t w e e nd i f f e r e n t 大提高该企业的社会和经济效益，同时对我国类似 p r o g r a m s矿山有较好的技术借鉴和指导价值。 试验方案产品名称 金品位”耋蹬 3结论 通过对某金矿进行详细的工艺矿物学和矿物加 工试验研究，并针对该金矿进行不同技术方案试验 研究和技术经济比较，推荐采用原矿全泥氰化浸 出一浸渣浮选工艺，该项技术可以获得9 3 ．4 8 ％的金 总回收率，较现场目前工艺提高金回收率1 9 ．0 6 个 参考文献 [ 1 ] 黄万抚，李新冬提高金浮选回收率的研究[ J ] ．有色金 属 选矿部分 ，2 0 0 4 1 2 1 - 2 3 ． [ 2 ] 冯胜斌，才振东，冯立，等．河南某金矿联合提金工艺技 术实践[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 5 1 2 1 - 2 3 ． [ 3 ] 李礼，谢超．冯一鸣．金尾矿综合利用技术研究与应 用进展[ J ] ．资源开发与市场，2 0 1 2 ，2 8 9 8 1 6 - 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