胶磷矿反浮选白云石的研究及工业前景.PDF

第1 4 卷 第4 期 化 工 地 质 1 9 9 2 正 z f ， 胶磷矿反浮选 白云石的研究及工业前景 了 ， 4 LI部 地质 研 究院 河北 ， 涿 州0 7 2 7 5 4 摘要近几年 来对硅钙质胶磷矿采用反正浮选或正反浮选{ 觅程的试验研 究有 了很 大 宪破 ， 克 服 了单 一正 浮选磷 精 矿质量低 、 磨 细度 要 求 高等缺点 。根 据保康磷矿的反正浮选试验实践和安宁等几个磷矿的试验结果 表明以反浮 选 为基础流程的工艺是硅每质艟磷矿矿石性质所睫定的。采用此 工艺具有矿 浆浮选温度低、 磨矿粒度较粗、 工艺简单且操作稳定、 精 矿易过滤且尾矿易沉 降、 精矿质量高寻 5大特点 此工艺流程易干实现工业化 ． ／ 关 键 词 旦 疡 f 承。 l 近几年 ， 对高镁 中等品位胶磷 矿采用 反浮选 的方法优先 浮选 白云石的选 矿研 究工作 ， 有了很 大 的进展 ， 很 多均 已进 行 了浮选扩大试验的研究 ， 为我国胶磷 矿的开发 利用创 出了 一 条 新 路 。 1 原矿 }生质 我 国云、 贵 、 鄂 、 川等省 的磷 矿资源 ， 在全 国所 占 比例颇高 ， 其 中大 部分 为沉积 型磷 块 岩 ， 具有储量大 ， 含磷矿品位 中等偏高的特点 。 这类 矿石不 易直接和肥 ， 由于矿 石中碳 酸盐 矿物含量 高 ， 也给选矿带来 了不利 的因素 。以湖北保康磷矿为例 ， 矿石 自然类 型 主要 为泥 硅质条 带状 磷块岩 型、 白云质条带状磷块岩 型、 致密块 状磷 块岩 型等 ， 主要 有用矿 物为 隐 晶质磷灰石和胶磷 矿 ． 主要脉石矿物为 白云石 、 石英及粘土 矿物 ， 并含少量其他 矿物 。 本 文 所到几大磷矿 扩大试验 用样 多元素分 析结 果见表 l 。 表 1 多元素分析结果表 收稿 日期； J 9 9 2 0 s 1 2 0 维普资讯 化 工 地 质 2 选别 机理探讨 表 1所列几个磷 矿 ， 均 曾采用正 浮选 的选 别方 法富集磷 矿石 ， 但结果并不理 想。即使 浮选过程加温至 d 0 ℃以上及 磨细 至 2 0 0目基本通过 ， 用碱 量高及采用新 型 白云石抑 制剂 等诸多方法 ， 获得 的磷精矿要 么质量 不合 格 ， 要 么经济不过 关 其 主要原 因在于胶磷 矿与 白云 石的 浮游性 质差别 不 大， 在碱性 介质 环境 下 ， 由于 c a ” 和 Mg 转 入溶液 和 无选 择 性 地 吸 附在两种 矿物表 面 ， 即 白云石上存在 C a n ， 胶磷 矿 上吸 附 M ， 降低 了捕 收荆 固 着的选择性 ， 且磷块 岩表 面与捕收剂结合为 不大溶 解 的皂 类 ， 使胶 磷矿表 面活性 不高 ， 化 学吸附结合不好 ， 故使选别选择性 不好。另一方 面 ， 尚无有效的 白云石抑制荆或选择性极 佳 的捕收剂 。有 人总 结王 集一、 三矿层等几个矿 山的选别指标进行线性 回归 ， 其精 矿 Mg O 与原矿 Ms O含 量呈线性 关系 ， 如式 1 ； 排 Mg O率 与精 矿回收率 的关系如式 2 Mg O, Mg 0原x 0 ． 3 6 4 0 ． 1 0 s 1 相 关系数为 0 ． 8 5 2 啪 l 0 0 -- I 2 } 2 式 2中原矿性质 系数 产品质量系数 等 o 5 从 式 1 看 出， 对高镁原矿 ， 精矿中 Ms O的含 量很难低 于 I ． 5 。式 2 说 明确定产 品 质量后势必牺牲 才 能提 高 Ms O排除率 ， 而 要保 证 、 Ms O含量低 ， 只能依靠精矿 品 位 的提 高 ， 因而提 高选矿成本 。以正 浮选选别高镁胶磷 矿 ， 磷精矿 含 Ms O较高 ， 难 以工业 利 用 。 一 一 静 婆 磷酸 用 量 k g， 在 酸性 介质的 矿浆 中 ， 优 先浮选 白云 石类碳 酸盐 矿物 ， 在胶 磷矿基本达到解离的条 件下 ， 能有 效 地将胶磷 矿与 白云 石分离 。由图 I 可 见 ， 当增 大磷酸用量 时 ， 胶磷 矿被抑制 ， 精 矿产率 几乎呈直 线下降 ， 而 白云石仍表 现 了极 佳的 浮游性 。 理论上 认 为 ， 达到胶磷 矿与 白云石分 离的最佳 条件是 p H 值 为 d ． 6 ～5 ． 2 曾有 人利用 放射性 同位 素法 在 p H值 ～5时测定捕收剂在胶磷 矿与 白云 石上的 吸 附 ， 结果表 明， 在 该 p H 值条 件 下 ， 捕 收剂 在 白 云石上达 到最大吸 附， 而 在胶磷 矿上 吸附最 少 。 应 用红外光谱更证 实 ， 此条件下 ， 在 白云石上捕 收剂 图 l 磷酸不同用量时胶磷矿与 的 固着是化学 吸附与 物理 吸 附 ， 而 在胶 磷矿 上捕 白云石的浮选结果 收剂 的 固着仅仅 是物 理吸 附 ， 形成 浮游 活性差 的 分子 覆盖 。 耐且 ， 在磷酸形成的 酸性介质 中 ， 胶磷 矿 比白云石更多地吸附磷酸的 阴离子 ， 生 成磷酸氢钙 。即 一 维普资讯 第 4期 魏样拾t 胶磷矿反浮选白云石的研究及工业前景 3 3 H2 P 0 C a 一 一 c HP 0_ H 实 现阴离子抑制 ， 使 捕收剂化学吸附困难 ， 因而难于 浮游 。 使矿物表面 C Oz 附着 2 H [ C a c o 3 ] 表 面 一一C a 件H2 O C O 2 强化了 白云石 的捕收 。 3 以反浮选为基础流程选别胶磷矿研究 3 此外 ， 碳酸盐 表面酸蚀的结果 ， 对表 l所列几个大磷矿 ， 以 反浮选为基 础流程 ， 分别 采用单 一反浮选 、 反正浮选 、 正反 浮选 、 双 反浮选 等 ， 扩大试验研 究均取得 了令人满意的结果 表 2 衰 2 扩大试验 条件 及结果 原 矿 _ 0厝矿 2 0 0 目8 0 4 7 ～ i 嚣 昆 矿 精 矿 湖北保康磷矿反正浮选扩大试验原则 流 程及 数质量流程见图 2 、 图 3 。 在以上几个 扩大试验 中， 原矿 Mg O含量 高达 6 ． 0 0 以上的 四 川马边 和贵 州 瓮福 大 塘 b 矿 ， 只采用单一 反 浮选 流程 ； 对 原 矿 含 硅近 3 0 的 湖北 大峪 口三 层矿 和 云南 安 宁 I 矿 ， 采用 了正 反联 合 流程 ； 而 对 于 中 等含 镁 ， 硅酸盐含量也不高的湖北保康矿 ， 则采用 了反正浮选联合流程 ； 此 外 ， 云南安 宁 Ⅱ矿采 用了双 反浮选的方法 。 采用 以反浮选 为基础 原则 流程 ， 对难 选 胶 磷矿的 选矿 扩大试验研 究 ， 具 有以下几 个 特 点 图2 保康磷矿反正浮选扩大试验 】 矿浆温度低。 改变 了传统 的正 浮选 必 清水 原则流程图 须 加温 至 4 0 C以上 湖北大 峪 口三层 矿正 浮 药制用量单位 k g ／ l 选部分除外 的观念 ， 实现了常温浮选 。在酸 性 介质中 ， 药 荆基 本 不溶 于水 ， 主要呈分子形 式存 在 ， 所生成的酸 皂对温度 的降低并 不敏 感 。如 图 4 ， 采用软脂 酸 c o c e 馏分捕收剂 在酸性 介质 中选别某胶磷矿 时 ， 矿浆 温度对 精矿产率 的影 响不大 。 、 Il 维普资讯 化下 地 质 精 矿 圈 3 保康磷矿扩大试验数质量错 e 程图 一 一 颦 一 _L 图 4 温度对精矿产率的影响 2 磨细度较粗 采 用正浮选的方法 浮选 胶磷 矿 ， 粒 度要 求 ～2 0 0目 9 0 。 但采用反 浮选 ， 只需达到基 本解离 。 如 四 川马边矿入料胶磷矿单体解离8 B ． 3 D ， 碳 酸 盐 单 体 解 离 8 5 ． 9 d ． 硅 质 9 0 ． 9 0 ； 湖北保 康 矿反正 入料磷 酸 盐单体 解离 9 2 ． 9 。在闭路磨矿条件下 ， 碳酸盐矿物在 细粒 级 中富集 ， 如湖北保康矿入料 一0 ． 0 3 2 ram 产率 5 0 ． 2 2 ， Mg O分布率达 5 8 ， 有 利于反 浮选脱镁 。 3 工艺简单 ， 只需常规设备 瓮福矿反 浮选一粗一扫 ， 马边矿一粗 一扫 一精 ， 保康 反 正 、 安 宁 I双 反为一粗一 精分段加药 ， 因而浮选过程稳 定。 浮选机均 为大 充气 、 强搅拌的 常 规 设备 。 设备 不必改造 ， 改变 了单一正浮选少充气、 弱搅拌 、 浮选效 率低 、 稳定性差 、 设 备能 力不足 、 恶化选 矿技 术经济指标等弱 点， 能保证工艺 流程放大及指 标的稳定 d 因反浮选精 矿槽 内产 品为亲水性 的 ， 滤饼 毛细孔中滤液 流动阻力小 ， 运 动速度快 ， 且 粗磨 后反 浮选 泡沫 产品为酸 性细泥 ， 精矿粒度较粗 ， 使精尾矿 易过滤 。以上 几个扩大 试 验的过滤 沉降试 验均表 明 ， 精尾矿 沉降速度快 。 精矿过滤性 能 良好 。 5 精 矿质 量高 ， 从胶磷 矿 中优先 浮出 白云石 ， 选矿排 Mg o率较 高 ， 如湖 北保康 矿排 Mg o率达 9 3 ， 大峪 口三层矿排 Mg o率达 9 3 ． I 7 ， 使精 矿中 Mg o含量 低。对 湖北保康 反正浮选精 矿制肥评价试验 表 明， 该精 矿具 有反 应活性强 、 有效 磷含量 高等 特点 ， 适合 于 作重钙的二 次矿 ， 为 国家 提供 丁优质 矿源 。 4 工业应用前景及 存在 的问题 胶磷矿优 先浮选 白云石 选别流程具有的 选矿成本 偏低 、 工 艺路线合理 等及上 述 5大 特点 ， 决 定了该 流程易于工业化 对 比袁 2 、 表 3可 以看 出 ， 作为扩大 连续试验 依据 的 实验 室 闭路试验 ， 与 扩大连 续试 验 的结果均相 近 ， 说 明试 验指 标容易复证 虽 然 目前国 内尚无胶磷矿反 浮选规模 生产 实 例 ， 但可 以预见 ， 以反 浮选为基 础的流程 ， 对 我国难选胶磷 矿在工业 生产 中应用 效果 与扩 维普资讯 第 4期 魏祥松 胶磷矿反浮选 白云石的研究及工业前景 大试验的 指标 不会 有很大差距 ， 比采用正浮选选别 这类 矿石所得 的效 益要好得多 。 表 3 实 验室 闭路试验 结果 采用优先 浮选 白云石选别胶 磷矿在我国仅仅 是近 几年 有了突破性进展 ， 因此 尚存 磷 酸 用量 高影 响选矿成本及捕收剂 的研制与改进等 问题需进 一步做研 究工 作。 总的说 来 ， 胶磷矿采用优 先浮选 白云石的选矿方法 ， 为开发 高镁 中等 品位胶磷矿提 供 了可靠的依据 ， 这一方法对生产优质磷精矿具有广阔的工业应用前景。 参考文 献 克拉辛B N ． 化学原料选矿． 北京 化学工业 出版社， 1 9 8 4 ． 昆明冶金研究所． 安宁磷矿选矿试验研究报告， 1 9 8 6 ． 武汉化工学院． 湖北省荆襄l } 肇 化公司大峪口三层矿正反浮选连续试验报告 ， 1 9 9 1 ． 地质矿产郝综合利用研究所． 四川马边磷矿单一反浮选工业性试验研 究， 1 9 9 0 ． 化工郝上海 L- r - 研究院． 贵州瓮福大塘 b 矿层反浮选法富集扩大试验总结报告 ， 1 9 8 6 ． 化 工郝化学矿产地质研究院． 湖北保康磷矿白竹矿区实验室浮选扩大连续试验研究报告， 1 9 9 1 - 国际会讯 - 第 2 9届国际地质 大会在 日本京都 召开 第 2 9届 国际地质大会 于 1 9 9 2年 8月 2 4日至 9月 3日在 日本美 丽的古 城京都召开。 出席会议 的有 8 5个 国家和 地区的 4 2 4 5名地质 学家 。与会 中国地 质学家 2 3 0多名 ， 其 中 中国地质学会 代表 团 8 0名 ， 由地矿部部 长朱 训任 团长 化工部地质矿 山局 、 研 究院王庆 钟 、 魏东岩 、 李扬鉴 为代表 团成员 。 会议收到论文摘要 5 0 0 0 余篇 ， 共进行 了 3 6 4场学术报 告 岛弧地质和与人类生存有关的地质环境和地质灾害问题是这次会议讨论的重点。 本 届地质大 会共收到 固体矿产地质论文 摘要 4 0 0 余篇 ， 设 1 6 个 专题 主要研 究的内 容包括 以下几个 问题 海底 热泉成矿 、 浅成低 温热液 矿床 ， 成矿流体 ， 矿床成 因机 制 ， 矿 床 时空演化 以及矿 床的生物地球 化学勘查 方法等 。 本届地 质大会 对环境科 学和灾害科 学给予了极大 的关 注 。大会 设有 2 7个专题讨 论 这个问题 。 与会 地质 学家见解趋同 ， 即认为本世纪末地球科学主要研究方 向将 是环境 科学 和灾 害科学 。 第 3 0届国 际地质大会将 于 1 9 9 6年在 中国北京 召开 。 李扬鉴魏 东岩供稿 他 I 部 地 质 研 究 院 河 北 ， _承 州0 7 2 7 5 4 维普资讯