云南某难选硅质磷矿选矿试验研究.pdf

5 0 有色金属 选矿部分 2 0 1 2 年第4 期 d o i l 吣9 6 蚴．i s s n l 6 7 1 - 9 4 9 始0 1 2 ．04 ．0 1 2 云南某难选硅质磷矿选矿试验研究 毛素荣，何剑，王君，张才学，余新文 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 摘要介绍云南某硅质磷矿的矿物组成及矿石性质，在浮选流程中，采用正浮选和反浮选相结合的流程．取得很好 的选别效果。闭路试验指标为磷精矿品位3 1 ．7 4 ％，磷回收率8 I 朋％，M 9 0 的含量为o ．6 4 ％，s i 0 2 的含量为1 1 3 2 ％。 关键词硅质磷矿；正浮选反浮选 中图分类号1 1 D 1 9 2 3 ；T D 9 7 l 3文献标识码A文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 1 2 o 仙0 5 咖3 E x p e r i n 烈她lS t u d y 舭舳a lP r ∞耐n go fS m c 鲫噼P h o s p h a t eO r eo fY u 衄粕 皿A 0S H r D 叼，丑露毋鲫，W 为2 ＼骼山n ，幻础V Gc c 凼豫。，阿弼n 加肌 C k 咧u 尬n e r 谢R B s o u r c e s 弛艇t 阳a 叭t 盯。厂施n 萱s t 憎D 厂上棚t d ∞以R I B ∞M n 。嚣， a l 霸鲥酲瞰∞8 J ，C 蛔曲 A b s t r a c t M i n e r a l c o m p o s i t i o n a n d娜r t y0 fs i l i c e o u s p h o s p h a t e o r ei nY u n n a np m v i n c ea r e d e s c r i b e di nt I l i s 邮r ．A d 叩t i n gc o m b i 啮t i o np m c e s Bo fd i I e c t ．n o t a d o na n dI { e v e r s e _ n o t a t i o ng o o d 吕e p 盯a t i o n e c ti sa c l l i e v e d ．n e 矗n a lc o n c e n t m t eg r a d i l l g3 1 ．7 4 ％P 2 q ，o ．6 4 ％M g o ，1 1 ．3 2 ％S i 0 2a r eo b t a i n e d b y t l l ec l o s e d c i r c u i t ，a tr e c o v e r yo f8 1 ．4 7 ％P 2 0 5 ． K e yw o r d s s i l i c e a 璐p h o s p h a t eo r e ；d i r e c tf l o t “叫；r e v e r 的f l o t a t i o n 我国的磷矿资源比较丰富，目前已探明资源总 量位居世界第二位。全国有磷矿大型矿产7 2 处， 中型1 3 7 处，保有资源储量为1 6 7 ．5 6 亿t ，其中储 量2 1 ．1 1 亿t ，基础储量4 0 ．5 4 亿t ，资源量1 2 7 ．3 2 亿t 。我国磷矿资源主要集中在云、贵、川、鄂、 湘五省，云南省的磷矿储量最大[ 1 】。 磷矿石的用途目前主要用作磷酸质肥料及各种 磷化合物的原料，被广泛应用于化工、农药、医 药、轻工及军事等领域。浮选是国内处理磷矿石最 主要的选矿方法，浮选又分为正浮选、反浮选、 正一反浮选、反一正浮选【2 】。本次试验原矿样属硅 质型磷矿，因此采用正一反浮选进行试验研究。 1 矿石性质 原矿多元素分析结果见表1 。 该矿石含磷矿物主要为胶磷矿和微量磷灰石， 收稿日期2 0 1 1 1 0 一2 1 修回日期2 0 1 2 0 5 2 2 作者简介毛素荣 1 9 7 9 - ，女，安徽萧县人，工程师。 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1 A n a l y 8 i sr 既1 1 1 t so f Ⅲu l t 沁l e m e n t o fn I r H ，} t l l i n e o r e ／％ 垡坌呈垒丛坦 i Q 21 鲤皇 墅 堡垒 含量2 3 ．9 7 1 ．4 4 2 3 ．“3 1 ．7 8 2 ．7 42 ．2 9 0 ．1 4 7 脉石矿物主要为黏土矿物和石英，为硅质磷矿。 胶磷矿含量较高的条带中见较多的磷质粒屑 砂屑、砾屑 ，大者可达3 嗍x 5m m ，主要由胶 磷矿构成，可见少量微晶石英集合体及石英砂屑混 杂。磷矿粒屑间见黏土矿物，粉晶及微晶石英、胶 磷矿及少量磷灰石。 黏土矿物含量相对较高的条带中见较少的磷质 粒屑 一般小于2 咖，主要由胶磷矿构成 。另 见微晶石英集合体、石英砂屑等。该类条带中有相 对较多的磷灰石半自形一自形晶，较均匀散布，粒 度一般0 ．0 2 ～O ．1 姗。 万方数据 2 0 1 2 年第4 期毛素荣等云南某难选硅质磷矿选矿试验研究 5 1 胶磷矿为隐晶质集合体，主要以磷质粒屑存 在，局部见为充填于粒屑间的不规则隐晶质集合 体。磷质粒屑由胶磷矿组成，个别见混杂较多微量 石英，为硅质磷质粒屑。 黏土矿物分布较为广泛，在黏土矿物相对较多 的条带中，见其构成的基底中散布其它矿物。在胶磷 矿相对较多的条带中，见其充填于磷质粒屑等粒问。 石英以粉晶、微晶石英集合体为主，少量一部 分石英砂屑分布较均匀。粉晶、微晶集合体大小一 般o ．0 5 加5 唧。石英碎屑一般0 ．0 3 m 1 2 衄。部分 粉晶、微晶石英集合体中有不等量的胶磷矿混杂。 白云母为鳞片状，较均匀散布，量微。 2 选矿工艺研究 2 ．1 试验方案的选择 国内外对胶磷矿的选矿研究很多，最有效的是 浮选法。磷矿石又主要分为硅质磷矿和钙镁质磷 矿。当矿石属硅质胶磷矿时，采用正浮选法，如宁 夏石嘴山磷矿；当矿石属硅镁质胶磷矿时，采用 正一反浮选法，如湖北王集磷矿；对钙镁质或镁质 胶磷矿，采用反浮选法，如贵州的瓮福磷矿及四川 金口河老汞山磷矿[ 3 】。此外云南滇池地区如晋宁、 昆阳等地采用重选一浮选联合工艺流程【4 】。 本次试验磷矿试样主要以硅胶磷矿为主，S i 0 2 的含量为2 3 ．6 4 ％，属于难选的硅质磷矿。试验的 目的主要是降硅，由于采用单一的正浮选不能获得 合格的磷精矿，所以试验采用正浮选与反浮选相结 合的浮选方法。正浮选与反浮选的选矿方法也有相 关的报道。例如罗惠华、李丽芬采用正反浮选， 对云南海口中品位硅一钙质磷矿进行了常温条件下 的浮选试验，获得较好的工业指标，磷精矿P 舡 品位达到3 2 ．4 7 ％，回收率为8 1 ．0 6 ％，其中M 9 0 含 量仅为0 ．8 8 ％。S i 0 2 为1 1 ．0 2 ％【5 。。 2 ．2 浮选试验 原矿试样磨至- 7 4I I 柚占7 6 ．8 ％的细度时，采 用一次粗选、一次扫选、两次精选的正浮选，将正 浮选所得的精矿再进行一次粗选、一次精选的反浮 选工艺流程方案，可以获得产率6 1 ．4 8 ％、P 她品 位为3 1 ．7 4 ％、回收率为8 1 ．4 7 ％的磷精矿。磷精矿 中M g o 的含量为O ．“％，s i 0 2 的含量为1 1 ．3 2 ％。 所采用的药剂有调整剂碳酸钠，抑制剂水玻璃、 硫酸和磷酸，捕收剂为l ￡z - 1 和反浮选捕收剂K z ．2 。 2 ．2 ．1 磨矿细度的确定 磨矿是选矿流程中的一个重要环节，适宜的磨 矿细度能够使有用矿物和脉石矿物有效分离，直接影 响选矿指标的好坏。药剂条件碳酸钠2 ．5k 砂， 水玻璃2 ．0k 酢，K z - 13 ．2k 矾，试验结果见图1 。 蓬 墼 叵 餐 厝矿细腰 ．7 4 斗m ％ 图1 磨矿细度试验结果 F i g ．1 T e s tr e s u h so f 班n d i n gf i n e 眦s s 从图1 可以看出，随着磨矿细度的增加，磷矿 物的回收率增加，磷的品位曲线呈抛物线状，在磨 矿细度为_ 7 4 m7 6 暑％，粗精矿P 如，品位为2 5 名1 ％， 磷的回收率为9 5 ．5 5 ％，浮选效果较好。综合考虑 磨矿成本，选用磨矿细度为一7 4 斗m7 6 ．8 ％。 2 ．2 ．2 碳酸钠用量试验 碳酸钠药剂用量为变量，水玻璃的用量2 ．ok 驴， K z 一1 的用量1 ．6k 趴，试验结果见图2 。 堡 翅 咯 卷 碳酸钠用量， k g t - 1 图2 碳酸钠用量试验结果 F i g ．2 E 自f e c to fd o s a g e0 fN a 2 C 0 3 堡 瓣 擎 回 蕊 由图2 试验结果可知，随着碳酸钠用量由 1 ．5k 趴增加到2 ．5k 趴，磷的回收率不断增加；继 续增加碳酸钠的用量，回收率却有所降低。磷精矿 的品位先呈上升趋势而后降低，所以选用碳酸钠用 量为2 ．5k 虮。 2 ．2 ．3 水玻璃用量试验 水玻璃为硅酸盐的抑制剂，本次试验的目的主 要是抑制二氧化硅，药剂条件碳酸钠药剂用量为 2 ．5k 加，水玻璃的用量为变量，K Z l 的用量为 1 ．6k 趴，试验结果见图3 。 由图3 试验结果可知，磷的回收率随着水玻璃 鳃％舛s粥昭嘶材跎 9 8 7 6 5 4 3 2 l 5笛笛笱笛笱笛笛笱药 。6，翅咯眷 蚰∞∞∞卯∞∞∞m O 7 8 6 4 2 6 8 6 42施托；毫孤2强旌搀 万方数据 5 2 有色金属 选矿螂分2 0 1 2 年第4 期 2 6 ．9 2 6 ．8 2 6 ．7 堡鬈 曩| | i | 2 6 ．1 2 6 2 5 ．9 8 3 8 2 ．5 8 2 堡 8 1 ．5 镬} 8 l 蔷 8 0 ．5 锚 舳 7 9 ．5 水玻璃用量， k g ‘t _ 。 图3 水玻璃用量试验结果 F i g ．3 E 任e c to fd o s a g eo fN a 毒’i 0 3 的增加而增加，当水玻璃为3 ．0k 虮，磷的回收率 为8 2 ．7 9 ％，继续增加其用量，回收率却呈下降趋 势。磷精矿P I D 5 品位为2 6 ．7 6 ％，所以选用水玻璃 用量为3 ．0k 趴。 2 ．2 ．4K Z 一1 用量试验 K Z 一1 为磷矿的正浮选捕收剂，碳酸钠的用量 为2 ．5k 虮，水玻璃的用量为3 ．0k 趴，l z 一1 的用 量为变量，试验结果见图4 。 堡 趔 略 馥 K z - l 用量， k g t ．I 图4K z 一1 用■试验结果 F i g ．4 E 脆c t0 fd o s a g e0 fK Z l 堡 祷 馨 叵 链 由图4 试验结果可知，磷矿物的回收率随着 K z 一1 用量的增加而增加，P 炽品位随着其用量的 增加而降低。在K z l 的用量为2 ．8k 虮时，磷精 矿的回收率为9 4 ．7 0 ％，P 2 0 s 品位为2 6 ．1 7 ％。所以 选用K z 一1 的用量为2 ．8k 矾。 2 ．2 ．5 闭路试验 由于采用单一的正浮选流程，不能获得合格的 磷精矿，所以在前面正浮选的基础上增加了反浮选 作业，反浮选的捕收剂为K z 一2 ，药剂条件正浮 选粗选碳酸钠2 ．5k 矾，水玻璃3 ．Ok 舭，K Z 一1 为 2 ．8k 鲈；正扫选水玻璃1 ．5k 趴，K Z 一1 为1 ．2k g ， t ；反浮选粗选硫酸4 ．0k 趴，磷酸1 ．0k 趴，K Z 一2 为1 ．6k 矾；反浮选精选硫酸2 ．Ok 鲈，磷酸O ．5 k 矾，K Z - 2 为O ．8k 趴；闭路试验流程见图5 ，试 验结果见表2 。 表2闭路试验结果 7 I 铀l e2R e s l l l t s0 fc l o s e d c i r c u i tt e s t，％ 尾矿2精矿 图5 闭路试验流程 F i g ．5 n o w s h e e t0 fc l o s e d c i r c l l i tt e s t 3 结论 1 试验对云南某硅质磷矿的矿石性质及选矿 工艺流程进行了详细的研究。该磷矿石有用矿物为胶 磷矿和微量磷灰石，脉石矿物主要为黏土矿物和石英。 试样中P 如5 的含量为2 3 ．9 7 ％，M 9 0 的含量为1 ．4 4 ％， S i 0 2 的含量为2 3 ．6 4 ％，属于难选的硅质磷矿。 2 试验采用正浮选和反浮选相结合的工艺流 程，选用新型捕收剂K z 一1 和K z - 2 ，最终获得磷 精矿P 2 0 5 品位为3 1 ．7 4 ％、回收率为8 1 ．4 7 ％，磷精矿 M g o 的含量为0 ．6 4 ％、S i 0 2 的含量为11 ．3 2 ％。 参考文献 [ 1 ] 杨小芹，马树江．化学工业矿物原料选矿．当代世界的矿 物加工技术与装备第十届选矿年评[ M ] ．北京科学 出版社，2 0 0 6 ． [ 2 ] 郑水林．非金属矿加工与应用[ M ] ．北京化学工业出版 社，2 0 0 5 ． [ 3 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 2 ． [ 4 ] 杨茂椿．滇池地区中低品位胶磷矿重浮选矿试验研究 [ J ] ．化工矿物与加工，2 0 0 4 5 3 5 ． [ 5 ] 罗惠华，刘丽芬，柏中能，等．云南海口中品位磷矿常温 浮选试验[ J ] ．武汉化工学院学报，2 0 0 5 2 3 1 3 5 ． ％％舛g∞勰硒弘跎 8 6 4 2 6 8 6 4孤孤觚施2强强丝 万方数据