青海低品位磷灰石型磷矿浮选试验研究.pdf

第3 4 卷第3 期 2 0 1 4 年0 6 月 矿冶工程 h ⅡN 矾GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R Ⅱ畸G V 0 1 ．3 4 №3 J u n e2 0 1 4 青海低品位磷灰石型磷矿浮选试验研究① 刘长淼1 一，卫敏1 ”，吴东印1 ”，吕子虎1 ”，赵登魁1 ⋯，方霖1 ”，郭珍旭1 ，2 1 ．中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南郑州4 5 0 0 0 6 ；2 ．国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室，河南郑州4 5 0 0 0 6 摘要对青海某低品位磷灰石型磷矿进行了浮选试验研究。原矿经粗磨后，可抛除约2 0 ％的粗粒黑云母和透辉石。抛尾后试样 经再磨后，采用氧化石蜡皂和2 。药作为捕收剂，在无碱条件下，开路试验获得的磷精矿P 0 ，品位为3 5 ．4 1 ％、P 0 ，作业回收率为 8 7 ．2 4 ％。闭路流程试验获得了磷精矿P 0 ，3 2 ．0 1 ％、P 0 ，作业回收率达9 7 ％的良好结果。采用可溶性淀粉可有效抑制磷精矿中的 含镁矿物，从而获取合格的磷精矿。 关键词磷灰石；粗粒抛尾；浮选；降镁；磷矿 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 3 ．0 0 9 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 4 0 3 0 0 2 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 fP h o s p h o r i t eO r ef r o m aL o w - g r a d eA p a t i t eD e p o s i ti nQ i n g h a i U UC h a n g ．m i a 0 1 ”，W E IM i n l ”，W UD o n g ．y i n l ”，L OZ i ．h u l ”，Z H A 0D e n g ．k u i l ’- ，F A N GL i n l ”，G U OZ h e n - x u l 2 1 ．劢e n 咖o u 风舭把旷讹脚M 甲o s e 耽i Z 沈砌n 矿胧船m ZR ∞o M r c ∞， 吼i 嬲eA c o d e W 矿G e o 垤如o fS c 据耽∞， 劢e ，咖o M4 5 0 0 0 6 ，日e n 。n ，劬i n 口；2 ．研儿6 0 r 口￡o 可声rP 0 砂一砌￡o Z 比0 r e 5 沈i 2 施如n ，心n 函啊矿k 以Ⅱ以胁o u r c ∞， Z 危e ，l g 娩o u4 5 0 0 0 6 ，月r e n 口n ，C h i n 口 A b s t r a c t F l o t a t i o nt e s to fal o w F a d ep h o s p h o r i t eo r ef r o mQ i n g h a iw a sc a r r i e do u t ．A r o u n d2 0 ％o ft h ep r i m a r y g r i n d i n gp I D d u c t ，c o n t a i n i n gm a i n l yc o a r s eb l a c km i c aa n dd i o p s i d e ，c o u l db ed i s c a r d e d ．T h e na f t e rr e g r i n d i n gp r D c e s s ， w i t hw a xs o a pa n d2 r e a g e n ta sc o U e c t o r sa n dn oa l k a l i n ef b rr e g u l a t i n gt h ep u l p ，ap h o s p h o r u sc o n c e n t r a t ew i t hP 2 0 5 g r a d ea n do p e r a t i o nr e c o v e r yo f3 5 ．4 1 ％a n d8 7 ．2 4 ％，r e s p e c t i v e l y ，w a so b t a i n e df I D mt h eo p e n c i r c u i tt e s t ，w h i l ea p h o s p h o m sc o n c e n t r a t ew i t hP 2 0 5g r a d ea n dt h eo p e m t i o nr e c o V e r yo f3 2 ．0 1 ％a n d9 7 ％，I ℃s p e c t i V e l y ，o b t a i n e df 而mt h e c l o s e d c i r c u i tt e s t ．T h es t u d ys h o w st h a t ， t h em a g n e s i u m b e a r i n gm i n e m l sc a nb ee f k c t i v e l yd e p r e s s e db ys o l u b l e s t a r c h e s ，w h i c hc a ne n s u r et h eq u a l i t yo fp h o s p h o m sc o n c e n t m t e ． K e yw O r d s 印a t i t e ；d i s c a r do fc o a r s et a i l i n g s ；n o t a t i o n ；m a g n e s i u mr e d u c t i o n ；p h o s p h o r i t e o r e 我国磷矿资源储量丰富，居世界前列。我国磷矿 主要分布在云南、四川、湖北、贵州等南方地区，北方相 对缺磷。3 j 。我国南方磷矿主要以磷块岩型胶磷矿居 多，胶磷矿的选矿以浮选为主，主要工艺包括正浮选、 反浮选、正反浮选等H 。8o 。而磷灰石型磷矿一般P 0 ， 品位较低，品位普遍在1 0 ％以下，低品位磷灰石型磷 矿在河北、陕西、甘肃等地都有分布，一般伴生有磁铁 矿、云母等矿物，往往采用阶段磨矿和磁重浮联合选矿 工艺流程∽j 。本文研究的磷矿位于青海省，储量在1 亿吨以上，但品位较低，平均品位仅为3 ％左右。本文 将就该矿的磷灰石浮选工艺进行试验研究，为其工业 开发提供技术支撑。 1 矿石性质 ．原矿化学多元素分析结果见表1 。由表1 可知， 该磷矿品位较低，P O ，品位仅为3 ．5 2 ％。 表1 原矿化学多元素分析结果 质量分数 ／％ 原矿矿物组成见表2 。由表2 结果可知，矿石中 ①收稿日期2 0 1 3 1 2 2 6 基金项目国土资源部地质矿产评价专项项目 1 2 1 2 叭1 3 0 8 8 2 0 0 ；国家自然科学基金项目 u 1 3 0 4 5 1 9 ；中国地质调查局百名青年地质英才 培养计划资助 作者简介刘长淼 1 9 8 卜 ，男，河南南阳人，副研究员，硕士，主要从事选矿工艺和药剂研究工作。 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 主要矿物是透辉石、黑云母、磷灰石和磁铁矿，还有少 量的长石、榍石、绿帘石和方解石。矿石中磷灰石和磁 铁矿的含量较低，属于低品位矿石，本文仅探讨磷灰石 的回收。 表2 主要矿物的含量 质量分数 ／％ 透辉石氟磷灰石磁铁矿黑云母黄铜矿长石榍石方解石 4 2 ～4 57 ．5 ～83 ．53 5 ～4 0 少量 1 ～2 少量少量 同时经工艺矿物学研究发现，黑云母和透辉石粒 度相对较粗，粗粒可达到数十毫米。磷灰石的粒度一 般在0 ．3 ～1 ．5m m ，且与毗邻矿物多平直接触，易于单 体解离。因此选磷时，可考虑先粗磨，抛掉大量粗粒云 母和辉石，然后再磨进行磷的浮选研究。 2 试验结果与讨论 2 ．1 原矿粗磨抛尾工艺研究 针对原矿采用中6 0 0 4 2 0 棒磨机进行了不同磨矿 时间试验，研究合适的粗粒抛尾试验条件，最终选择8 m i n 磨矿时间。对磨矿时间8m i n 所得磨矿产品进行 了全粒级筛析，结果见表3 。 表3 一段磨矿筛析结果 磨矿产品筛析结果表明， 0 ．3 5m m 级别产率 2 1 ．7 8 ％，磷品位为0 ．5 0 ％，分布率为3 ．0 0 ％，该结果与 工艺矿物学研究的结论吻合。 0 ．3 5m m 以上级别主 要矿物为黑云母和透辉石，对该级别产品采用重选回 收既可能获得黑云母精矿又能降低磷在该作业中的损 失率。因此后续浮选选磷时，先粗磨，将一段磨矿粒度 控制在 o ．3 5m m 级别含量为2 0 ％左右，将 0 ．3 5m m 级别筛去后，再进行磨矿选磷。 2 ．2 选磷浮选条件试验 针对粗磨抛尾后的产品进行了选磷条件试验。选 磷条件试验流程见图l 。 位酣 粗精矿尾矿 图1浮磷条件试验工艺流程 2 ．2 ．1 再磨粒度条件试验按图1 所示流程，水玻璃 用量为10 0 0 ∥t ，捕收剂氧化石蜡皂用量为4 0 0g ／t ， 进行了再磨粒度条件试验，结果见图2 。由图2 可知， 再磨粒度一o ．0 7 4m m 粒级含量达到5 0 ％时，粗精矿品 位和回收率都较好，因此再磨粒度确定为一0 ．0 7 4m m 粒级占5 0 ％。 _ 0 ．0 7 4m 粒级含量／％ 图2 再磨粒度对浮磷的影响试验结果 2 ．2 ．2 捕收剂用量条件试验粗选捕收剂氧化石蜡 皂用量条件试验亦按图1 所示流程进行，再磨粒度为 一0 ．0 7 4m m 粒级占5 0 ％，水玻璃用量10 0 0g ／t ，试验结 果见图3 。由图3 可知，捕收剂氧化石蜡皂用量为4 0 0 g ／t 时，粗精矿品位和回收率都较好，因此粗选捕收剂 氧化石蜡皂用量确定为4 0 0g ／t 。 氧化石蜡皂用量／Q f 1 图3 氧化石蜡皂用量对浮磷的影响试验结果 2 ．2 ．3 粗选浓度条件试验粗选浓度条件试验按图1 万方数据 第3 期刘长淼等青海低品位磷灰石型磷矿浮选试验研究 所示流程进行，再磨粒度为一O ．0 7 4m m 粒级占5 0 ％，水 玻璃用量为10 0 0g ／t ，捕收剂氧化石蜡皂用量为4 0 0 g ／t ，粗选矿浆浓度试验结果见图4 。由图4 可知，浮选 浓度较低 2 0 ％左右时 时，粗精矿品位较高，但回收 率较低，提高浮选浓度对增加粗精矿中磷回收率有利， 综合考虑，粗选浓度控制在3 0 ％～3 5 ％为宜。 琴 趔 畦 寸 F 浮选浓度／％ 图4 浮选浓度对浮磷的影响试验结果 2 ．2 ．4 水玻璃用量条件试验粗选水玻璃用量条件 试验按图1 所示流程进行，再磨粒度为一0 ．0 7 4m m 粒 级占5 0 ％，捕收剂氧化石蜡皂用量为4 0 0g ／t ，浮选浓 度控制为3 0 ％，试验结果见图5 。由图5 可知，随着水 玻璃用量增加，精矿产率随之降低，精矿品位随着提 高，回收率变化幅度较小，水玻璃粗选用量选择5 0 0 g ／t 较为合适。 零 坦 呕 了 。 水玻璃用量／ g ‘竹 图5 粗选水玻璃用量对浮磷的影响试验结果 2 ．2 ．5 粗选组合捕收剂用量条件试验由以上结果 可知，氧化石蜡皂捕收能力强，药剂用量小，但选择性 差，精矿产率大，品位较低。为此自主研发了一种新型 捕收剂，2 4 药，该新型药剂是一种改性脂肪酸混合捕收 剂，其主要成分为植物油酸，其中搭配以可溶性好、耐 低温的螯合捕收剂，因此选择性较好，但捕收能力弱， 药剂成本也高于氧化石蜡皂。针对两种药剂特性，进 行了组合药剂用量试验。试验按图1 所示流程进行， 再磨粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占5 0 ％，水玻璃用量为 5 0 0g ／t ，浮选浓度为3 0 ％，不添加碳酸钠，组合捕收剂 用量试验结果见表4 。由表4 可知，在保证精矿品位 和回收率的同时，组合用药可大幅度降低新药剂用量， 降低药剂成本，粗选捕收剂用量比例以3 0 0 3 0 0 为宜。 同时说明不加碳酸钠对指标影响不大。 表4 粗选组合捕收剂用量试验结果 2 ．3 选磷开路流程试验 在条件试验基础上，按图6 所示工艺流程进行了 开路浮选试验，结果如表5 所示。 给矿 精矿 中们 图6 磷开路浮选工艺流程 2 5 0 1 ∞ l ∞ 万方数据 3 2 矿冶工程第3 4 卷 表5 磷开路浮选试验结果 由开路试验结果可知，采用不添加碳酸钠、组合捕 收剂工艺，浮选开路试验可获得产率为1 0 ．6 9 4 ％、P 0 ， 品位3 5 ．4 1 ％、作业回收率为8 7 ．2 4 ％的良好指标。 2 ．4 闭路浮选试验 根据开路试验结果，按图7 所示流程进行了闭路 试验，结果如表6 所示。闭路试验采用一粗一扫二精 闭路流程，获得的磷精矿品位为3 2 ．0 1 ％，作业回收率 达9 7 ％。 给矿 精矿 图7 组合捕收剂一粗一扫二精闭路浮选流程 表6 闭路流程对比试验结果 2 ．5 磷精矿降镁试验 经分析，浮选磷精矿中氧化镁含量为3 ．6 4 ％，按酸 法加工磷肥用磷矿质量标准，磷精矿含镁超标，故对精 矿进行了降镁试验，试验中使用可溶性淀粉作为抑制 剂，用量为2 5 ∥t ，降镁浮选时添加2 4 药1 2 ．5g ／t ，采用 一次浮选流程针对闭路精矿进行降镁，试验结果见表 7 。由试验结果可知，采用可溶性淀粉进行抑镁浮选， 达到了预期效果，最终精矿中M 9 0 含量为1 ．5 5 ％，达 到了产品要求。 表7 降镁试验结果 3 结语 1 青海某磷矿属低品位磷灰石型磷矿，主要矿物 是透辉石、黑云母、磷灰石和磁铁矿，还有少量的长石、 榍石、绿帘石和方解石；氟磷灰石矿物量约为7 ％。 2 原矿中黑云母和透辉石粒度相对较粗，而磷灰 石粒度相对较细，原矿经粗磨后，可抛除约2 0 ％左右 0 ．0 3 5m m 粒级的粗粒黑云母和透辉石，然后再磨进 行磷的浮选。 3 抛尾后的试样适宜的再磨粒度为一0 ．0 7 4 ⅡⅡn 粒 级占5 0 ％，最佳粗选水玻璃用量为5 0 0g ／t ，浮选浓度以 3 0 ％一3 5 ％为宜，浮选时可不添加碳酸钠，捕收剂采用氧 化石蜡皂和2 。药按1 1 复配。开路流程试验获得的磷 精矿P O ，品位为3 5 ．4 l ％、P 0 ，作业回收率为8 7 ．2 4 ％。 闭路流程试验获得了磷精矿P 0 ，品位3 2 ．0 1 ％、P O ， 作业回收率达9 7 ％的良好结果。采用可溶性淀粉可 有效降低磷精矿中M 9 0 的含量。 参考文献 [ 1 ] 余永富，葛英勇，潘昌林．磷矿选矿进展及存在的问题[ J ] ．矿冶 工程，2 0 0 8 1 2 9 3 3 ． [ 2 ]陈泽，王竹生．中国磷矿选矿技术进展[ J ] ．化工矿产地质， 1 9 9 6 ，1 8 3 2 2 7 2 3 2 ． [ 3 ] 杨敖，杨利萍．磷矿的选矿[ J ] ．矿产综合利用，1 9 9 7 6 1 3 1 6 ． [ 4 ]卯松，何晓太，张覃．钙离子对胶磷矿和白云石可浮性的影响 研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 4 5 6 5 8 ． [ 5 ]张国松，葛英勇，曾李明，等．新型药剂M G 一7 用于胶磷矿反浮选 脱镁的研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 4 4 卜4 3 ． [ 6 ] 葛英勇，张敏，张元龙，等．新型螯合捕收剂Y H 一2 浮选低品位 胶磷矿研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 1 2 5 2 8 ． [ 7 ] 黄齐茂，李峰，蔡坤，等．湖北某硅钙质胶磷矿反正浮选工艺 研究[ J ] ．化工矿物与加工，2 0 1 0 1 2 卜3 ． [ 8 ] 张旭，王雅静，戴惠新，等．云南某胶磷矿浮选试验研究[ J ] ．化 学矿物与加工，2 0 1 1 4 5 8 ． [ 9 ] 王海军．矾山磷矿选磷工艺的改进[ J ] ．化学矿物与加工，2 0 0 0 1 2 1 3 1 5 ． 万方数据