云南某低品位细粒硅质胶磷矿浮选试验研究.pdf

2 0 1 7 年第6 期有色金属 选矿部分 4 9 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 7 ．0 6 ．0 1 3 云南某低品位细粒硅质胶磷矿浮选试验研究 陈广1 ’2 ，曾茂青1 ’2 ，赵培探1 ’2 1 ．国土资源部昆明矿产资源监督检测中心，昆明6 5 0 2 1 8 ；2 ．国土资源部三江成矿作用及 资源勘查利用重点实验室，昆明6 5 0 2 1 8 摘要介绍云南某低品位硅质胶磷矿的矿石性质，针对此矿石嵌布粒度细，且含硅、镁高的特性，采用“正一反浮选”流 程，最终获得磷精矿品位3 0 ．0 5 ％，回收率7 8 ．1 8 ％，磷精矿含M s O0 ．7 9 ％、S i 0 2 1 6 ．9 7 ％的指标。 关键词微细粒；低品位；硅质胶磷矿；正一反浮选 中图分类号T D 9 7 1 ．3 文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 6 - 0 0 4 9 - 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nF l o t a t i o no fF i n eL o w - g r a d eS i l i c e o u sC o l l o p h a n eo fY u n n a n C H E NG u a n 9 7 ”，Z E N GM a o q i n 9 7 ”，Z H A OP e i l i a n 9 7 ，2 J ．K u n m i n gM i n e r a lR e s o u r c e sS u r v e i l l a n c eT e s t i n gC e n t r e ，M i n i s t r yo f 如以a n dR e s o u r c e s ，K u n m i n g6 5 0 2 1 8 ，C h i n a ； 2 ．K e yL a b o r a t o r yo fG e o l o g i c a lM e t a l l o g e n e s i sa n dM i n e r a lR e s o u r c e sU t i l i z a t i o ni nS a n j i a n gR e g i o n ， M i n i s t r yo f 如蒯a n dR e s o u r c e s ，K u n m i n g6 5 0 2 1 8 ，C h i n a A b s t r a c t M i n e r a lp r o p e r t yo fl o w g r a d es i l i c e o u sp h o s p h a t eo r ei nY u n n a np r o v i n c ei sd e s c r i b e di nt h i s p a p e r ．S i n c et h eo i ei sf i n e l ye m b e d d e d ，a n dc o n t a i n sh i 【g hs i l i c o n ，m a g n e s i u m ，e x p e r i m e n t sa r ec o n d u c t e du s i n g d i r e c t r e v e r s ef l o t a t i o n ．T h ef i n a lg r a d eo ft h ep h o s p h o r u sc o n c e n t r a t ei s3 0 ．0 5 ％，i n c l u d i n gM g O0 ．7 9 ％a n dS i 0 2 1 6 ．9 7 ％，a tr e c o v e r yo f7 8 ．1 8 ％P 2 0 5 ． K e yw o r d s m i c r o f i n e ；l o w g r a d e ；s i l i c e o u sc e H o p h a n e ；d i r e c t r e v e r s ef l o t a t i o n 我国磷矿床中9 3 ％为中低品位⋯，且杂质含量 高，平均品位仅为1 6 ．9 5 ％。据相关数据显示，预计 在2 0 1 4 4 0 1 8 年间，磷矿消费量将以9 ．2 ％的增速增 长。磷矿主要用于磷肥及各类磷化合物的矿物原 料，在国民经济和社会发展中具有重要地位，已被我 国定性为战略性资源晗圳。云南省磷矿矿床类型有 表1 T a b l e1 沉积型和风化型两种，矿石主要呈微粒结构、内碎屑 结构、鲕状结构、壳粒结构、生物碎屑结构及结晶结 构㈨。此类磷矿往往含硅高，且需细磨才能使其单 体解离，这将给浮选带来不利影响。 1 矿石性质 试料多元素分析结果 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 ft h es a m p l e s ／％ 堕坌生堡 生竺鲤鱼 竺垒 生翌兰竺垒竺 生塑叁量墼至塑望 含量 1 9 ．o o3 4 ．1 7 2 ．8 83 t ．0 32 ．0 30 ．2 50 ，7 37 ．1 37 ．4 43 5 ．3 7 原矿采自云南玉溪某地，多元素分析结果见表 1 。由表可知，原矿入选品位P O ，1 9 ．0 0 ％，含M g O 2 ．8 8 ％、S i 0 23 4 ．1 7 ％。 原矿经x 射线粉晶衍射、人工重砂、化学多元素 分析，磨制光薄片镜下观察等研究，发现原矿中的磷 主要以独立矿物的形式赋存在胶磷矿中，胶磷矿嵌 布粒度主要在3 0 ～1 3 0 斗m 大部分胶磷矿属于微细 粒嵌布，另有少部分胶磷矿内包裹有微粒白云石，要 求细磨才能相互解离。有害元素M g o 以独立矿物 的形式赋存在白云石中，嵌布粒度主要在8 ～1 3 0 I x m ，属于细粒一微细粒嵌布，也要求细磨才能从胶 磷矿等矿物中解离出来。S i O 主要以独立矿物的形 式赋存在硅质一石英中，硅质一石英嵌布粒度主要 在2 0 ～2 4 0 斗m ，大部分硅质一石英以内碎屑、陆源 碎屑形式产出，而其余部分因呈接触一孔隙式胶结 内碎屑、陆源碎屑，这部分则需要细磨才能解离。 箨誓品羿；葆”- 广0 3 - 3 1 9 1 8 8 ． 鸟男1 日固 期J l 鬈路艾毳，助理工程师，主要从事选冶试验、矿产资源综合利用研究。作者简介陈广- ，男，德阳人，硕士，助理工程师，主要从事选冶试验、矿产资源综合利用研究。 万方数据 5 0 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第6 期 2 浮选试验 试验药剂碳酸钠、水玻璃及硫酸为分析纯，正浮 选捕收剂Z Y L 为自制复配改性脂肪酸类浮选药剂， 反浮药剂C F - 8 1 3 D 为阿麦子公司生产。主要试验设 备有R K ／Z Q M B M 痧2 5 0 1 0 0m m 智能型球磨 机、R K ／F D 型1 ．5L 单槽变频调速浮选机、R K ／Z L 一 面2 6 0 ／中2 0 0m m 多功能真空过滤机。 根据矿石性质及原矿中S i O ，、M g O 含量高的特 点，拟定并开展正一反浮选流程试验研究，采用正浮 选实现胶磷矿与硅质脉石的分离，反浮选实现胶磷矿 与碳酸盐脉石的分离。本试验主要考查磨矿细度，水 玻璃、改性脂肪酸类正浮选捕收剂Z K L 、硬脂酸类反 浮选捕收剂C F 一8 1 3 D 用量对该磷矿浮选效果的影响。 2 ．1 磨矿细度试验 磨矿细度在浮选过程中极为重要，适宜的磨矿 细度可以保障目的矿物单体充分解离而又不至于过 磨泥化，是获得较好选别指标的关键，且矿石主要目 的矿物胶磷矿，主要脉石矿物硅质一石英、白云石均 属细粒一微细粒嵌布，要求细磨才能充分单体解离。 磨矿细度条件试验正浮选加入N a 2 C O ，1 ．0k g ／t 、水 玻璃3 ．5k g ／t 、Z K L2 ．5k g ／t ，此时p H 值为1 0 ．2 ，反 浮选加入硫酸1 3k g ／t 、C F 一8 1 3 D9 0 0g ／t ，p H 值为 4 ．1 ，原则流程见图1 ，试验结果见图2 。 “j i { d ’药I J } 习量I 弘f g ／t D 尾矿3磷精矿 槽底 图1 原则试验流程 F i g ．1p r i n c i p l eo ft e s tp r o c e s s 3 0 ．0 枣2 9 - 5 d 爿 Ⅱ＆2 9 ．0 L 奄2 8 ．5 婆 篷2 8 ．0 6 07 08 09 0 磨矿细度 4 4pm 含量J ／％ E 0 0 零 浔 “ 三 E g d 蠢 婆 整 图2 磨矿细度试验结果 F i g ．2 T e s tr e s u h so fg r i n d i n gf i n e n e s s 磨矿细度从一4 4 斗m 占6 8 ％提高到8 8 ％时，磷 精矿P O ，品位逐步提高，磷精矿P 2 0 ，回收率不断 提高；继续提高磨矿细度一4 4 “m 占9 5 ％时，矿石出 现“过磨”现象，分选指标反而有所下降。因此，适宜 的磨矿细度为一4 4 m 占8 8 ％，磷精矿品位 2 9 ．8 4 ％，回收率7 5 ．3 7 ％，含M g O1 ．3 0 ％。矿石工 艺矿物学研究成果表明，主要目的矿物胶磷矿、主要 脉石矿物硅质一石英、白云石均属细粒一微细粒嵌 布，且它们中部分嵌布关系复杂，此关系与磨矿细度 条件试验结果相吻合。 2 ．2 正浮选粗选抑制剂水玻璃用量试验 水玻璃是脉石矿物硅质一石英等常用的有效抑 制剂，在磨矿细度一4 4 斗m 占8 8 ％及其它条件固定 的情况下，考查正浮选粗选不同水玻璃用量对磷矿 选别效果的影响，流程如图1 中的正浮选粗选段，试 验结果见图3 8 0 4 0 0 0 6 0 9 4 9 2 零 瓣 9 0 釜 8 8d 鼯 楹 8 6 萋 2 I2 0 - 一一一一。、一⋯～，～一一～～一一，- ．一⋯一一，，8 - 4 2 02 53 ． 3 54 04 5 水玻璃川l | ／ k g f 一】 图3 水玻璃用量试验结果 F i g ．3 E f f e c to fd o s a g eo fN a 2 S i 0 3 随着正浮选粗选水玻璃用量的增加，磷精矿 P O ，品位逐步提高，磷精矿P O ，回收率则不断下 降，这说明水玻璃起到了较佳的分散作用；但用量过 大时，也对与硅质脉石连生的胶磷矿产生了一定的 抑制。因此，综合磷精矿P o ，品位和P O ，回收率 考虑，正浮选粗选较佳的水玻璃用量为3 ．5k g ／t 。 万方数据 2 0 1 7 年第6 期陈广等云南某低品位细粒硅质胶磷矿浮选试验研究 5 1 2 ．3 正浮粗选捕收剂Z Y L 用量试验 本单位自制的Z Y - L 型磷矿捕收剂具有选择性 好、溶解性好，温度适应性强等优点。在磨矿细度 一4 4 仙m 占8 8 ％、正浮选粗选水玻璃用量3 ．5k g ／t 及其它条件固定的情况下，考查正浮选粗选捕收剂 用量对磷矿选别效果的影响，流程如图l 中的正浮 选粗选段，试验结果见图4 。 堡2 2 ．8 0 } g 嚷l 艿2 2 ．6 0 I ≤ 篓2 2 ．4 0 t 2 2 ．2 0 L 1 ．0 l _ _ _ _ _ - - _ - _ _ _ - - 。J ‘。_ _ - _ - ‘’_ _ - H J L _ 。- - _ - _ _ _ _ _ _ 一 52 ．02 ．53 ．0 Z Y L 用量／ k g t 。1 位 收率 图4Z 、- L 用量试验结果 F i g ．4 E f f e c to fd o s a g eo fZ Y L 风9 0 { 8 8 菩 睡87 随着正浮选粗选捕收剂Z Y L 用量的增加，磷精 矿P 0 ，品位呈下降趋势，磷精矿P O ，回收率则不 断提高，综合磷精矿P 0 ，品位和P 0 5 回收率考虑， 正浮选粗选Z Y L 较佳的用量为2 ．5k g ／t 。 2 ．4 正浮选精矿反浮选脱镁捕收剂C F - 8 1 3 D 用量 试验 原矿中含碳酸盐 白云石 方解石 较高为 1 5 ％，是需要脱除的主要杂质之一。在磨矿细度为 一4 4 斗m 占8 8 ％，水玻璃用量3 ．5k g ／t 、Z K L 用量 2 ．5k g ／t ，p H 值 1 0 ．2 的条件下进行正浮选，精矿进 入反浮作业，反浮选加入1 3k g ／t 硫酸调节p H 值至 4 ．1 ，C F - 8 1 3 D 作为碳酸盐的捕收剂，考查C F - 8 1 3 D 用量对磷精矿P O ，品位和磷精矿M g o 品位的影响， 原则流程如图1 ，试验结果见图5 。 图5C F 一8 1 3 D 用量试验结果 F i g ．5 E f f e c to fd o s a g eo fC F 一8 1 3 D 零 { j L 娶 互 q 山 b 娶 醛 随着反浮选捕收剂C F - 8 1 3 D 用量的增加，回收 率基本稳定，磷精矿P O ，品位逐步提高，磷精矿中 杂质M g O 含量呈下降趋势。为了能获得品位P O ， I 3 0 ％、杂质M g O 含量 1 ％的一等品一I D Z ／ T 0 2 0 9 2 0 0 2 磷精矿，反浮选脱镁粗选的捕收剂 C F 一8 1 3 D 用量为0 ．9k g ／t 为宜。 2 ．5 原矿正一反浮选闭路流程试验 在磨矿细度一4 4I x m 占8 8 ％，正浮粗选水玻璃 3 ．5k g ／t 、Z Y L2 ．5k g ／t ，反浮粗选C F 一8 1 3 D0 ．9 k g ／t 条件下，对原矿进行正一反浮选闭路流程试验， 其流程见图6 ，试验结果见表2 ，磷精矿多元素分析 见表3 。闭路流程中正浮选精选中矿的处理方式采 用“中矿集中扫选，扫选泡沫返回正浮选粗选作业”。 图6 闭路试验流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc l o s e c i r c u i te x p e r i m e n t i o n 表2闭路试验结果 T a b l e2 E x p e r i m e n t a lr e s u l t so fc l o s e c i r c u i t ／％ 万方数据 5 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第6 期 表3 磷精矿多元素分析结果 T a b l e3M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so f p h o s p h o r u s c o n c e n t r a t e／％ 成分 含量 M g OS i 0 2F e 2 0 3C 0 2A 1 2 0 3 3 0 ．0 50 ．7 91 6 ．9 70 ．9 43 ．0 40 ．6 7 3结论 1 原矿人选品位P 0 ，1 9 ．0 0 ％，含M g O2 ．8 8 ％、 S i O 3 4 ．1 7 ％。原矿中目的矿物胶磷矿与硅质一石 英、白云石间属细粒一微细粒嵌布，要求细磨才能使 其相互解离，提高磷精矿P 0 ，品位及回收率，但若 过磨，将使矿浆发粘，严重影响浮选指标，故原矿品 位低，含硅质一石英较多，且嵌布粒度细，是影响浮 选指标的主要因素。 2 本单位自制的改性脂肪酸类正浮选捕收剂 Z K L 较常规捕收剂 如瓮福l 具有选择性好、稳定 性强等优势，本试验选用Z Y ．L 为正浮选捕收剂，原 矿最终经“正一反浮选”闭路流程选别后，可获得产 率4 8 ．5 9 ％P 2 0 5 品位3 0 ．0 5 ％、M g O 品位0 ．7 9 ％、 S i 0 2 品位1 6 ．9 7 ％、C 0 2 品位3 ．0 4 ％，P 2 0 5 回收率 7 8 ．1 8 ％的磷精矿，此低品位细粒硅质胶磷矿中磷得 到了有效的回收利用。 参考文献 [ 1 ] 田侠．我国磷矿资源综合评价与政策建议[ J ] ．中国国 土资源经济，2 0 1 6 8 2 9 - 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