云南海口中低品位胶磷矿选矿工艺研究.pdf

第30卷第2期 2008年03月 武 汉 工 程 大 学 学 报 J. Wuhan Inst. Tech. Vol. 30 No. 2 Mar. 2008 收稿日期2008201223 基金项目云南省校合作项目2000YW2 01 作者简介罗惠华19682 , 男,湖北武汉人,副教授.研究方向磷矿选矿技术. 文章编号10042473620080220012203 云南海口中低品位胶磷矿选矿工艺研究 罗惠华 1 ,柏中能 2 ,钟康年 1 ,李耀基 2 , 1. 武汉工程大学,湖北 武汉430074 ;2.云南磷化集团有限公司,昆明650600 摘 要在分析海口磷矿的赋存状态和嵌布特征的基础上,提出了海口磷矿适宜的选矿工艺.正2反浮选工艺 适合处理海口高硅高镁的磷块矿石,低硅高镁的磷块岩的适宜选矿工艺为单一或双反浮选. 关键词海口磷矿;正2反浮选;双反浮选 中图分类号P 578 ;TG 115 文献标识码A 0 引言 云南海口磷矿是云南省亟待开发的一个磷矿 资源,此类矿石属硅钙钙硅质胶磷矿,对这类矿 石在选矿过程中必须同时排除碳酸盐和硅酸盐杂 质后,才能满足后续加工的要求.本文通过对海口 磷矿的几种选矿工艺进行对比,提出了海口磷矿 选矿适宜的工艺. 1 矿物产状及嵌布特征 胶磷矿海口磷矿矿石中,胶磷矿主要呈假鲕 状结构产出,主要嵌布粒度范围在0. 05～0. 3 mm 左右,属细粒嵌布.胶磷矿与脉石矿物嵌镶关系较 复杂一是胶磷矿中含有细粒,微细粒杂质包体主 要是白云石,其次为石英,少量的褐铁矿、 粘土矿 物、 粘土质等;二是胶磷矿与脉石交代连生现象较 普遍,其脉石主要是白云石、 石英、 粘土矿物等;三 是部分胶磷矿被铁质、 碳泥质等粘土呈微细粒侵 染,或沿胶磷矿粒间,边缘混杂,污染.条带状、 假 鲕状类型有胶磷矿相对较富集产出,尤其是上层 矿条带状、 假鲕状类型富集程度更高,且胶磷矿含 杂质物较少,上层矿可选性好于下层矿.矿物中胶 磷矿相对含量50. 30 质量分数,下同 . 硅质矿物呈碎屑状石英产出,在砂质结构中 富集产出,被白云石、 胶磷矿、 粘土矿物等胶结.在 其它类型矿石中多呈分散状产于基质中,胶磷矿 普遍存在微细粒石英包体,少数与胶磷矿呈交代 连生结构.粒质0. 02～0. 4 mm ,其包体石英粒质 0. 01～0. 1 mm左右.玉髓少量,呈纤维状,花瓣状 产出;绢云母、 黑云母、 白云母分散状,粒质为0. 01 ～0. 06 mm.相对含量15 . 碳酸盐矿物主要为白云石呈细粒、 微细粒聚 集体以胶结物形式嵌布于胶磷矿中,与胶磷矿交 带连生,部分白云石与褐铁矿、 碳泥质混杂连在一 起.少量方解石也与白云石聚集胶结于胶磷矿中. 结晶粒度一般0. 051～0. 2 mm.白云石相对含量 22. 6 . 2 海口中、 低品位磷矿选矿 根据已知矿中所含杂质的多少以及种类的不 同,可以采用不同的选矿工艺处理,针对这类硅钙 钙硅质磷矿石的浮选工艺有一步浮选单一的 正浮选和单一的反浮选、 两步浮选正2反浮选、 反2正浮选、 双反浮选工艺和重介质选矿以及多工 艺的联合等。 2. 1 海口磷矿的直接浮选 磷矿的直接浮选也就是单一的正浮选工艺, 由于海口原生磷矿属于硅钙质胶磷矿,对这类矿 石必须同时排除碳酸盐和硅酸盐杂质,为了达到 上述的目的,正浮选必须添加碳酸盐矿物抑制剂, 该抑制剂对水环境有一定的影响,特别是在滇池 周边,滇池地区环保要求严格,不能污染滇池,大 量使用该浮选药剂显然不行.但是对于海口风化 磷矿擦洗尾矿该类矿石主要风化硅质胶磷矿,碳 酸盐矿物含量低,可以采用正浮选工艺回收尾矿 中的磷矿物,笔者通过研究,擦洗尾矿中P2O5的 含量为26. 61 ,采用无碱无碳酸盐矿物抑制剂常 温浮选,获得了磷精矿品位为32. 19 ,磷的回收 率为81. 16 的正浮选指标[8].因此对于风化硅质 磷块岩可以采用直接浮选.而对于原生磷矿采用 正浮选需研究开发出无毒或低毒碳酸盐矿物抑制 剂,否则必须选用其他的工艺,降低精矿MgO、 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第2期罗惠华,等云南海口中低品位胶磷矿选矿工艺研究13 SiO2的含量. 2. 2 海口磷矿的单一反浮选 反浮选工艺主要用于磷矿物和白云石的分 离,以无机酸硫酸或磷酸及其衍生物作为矿浆 p H值调整剂和磷酸矿物的抑制剂,在弱酸性介质 中用脂肪酸捕收剂浮出白云石,将磷矿物富集于 槽产品内.作者采用单一的反浮选处理海口磷矿, 原矿品位P26525. 78 、MgO 3. 29 ,经一粗一扫 的单一反浮选,在磨矿细度为74. 7 - 0. 074 mm 时,精矿含P2O530. 32 、MgO 0. 44 ,精矿产率 74. 52 、 回收率为87. 64 .单一反浮选有一定的 局限性,适应处理含碳酸盐矿物较高的磷矿,通过 浮选剔除碳酸盐矿物以提高精矿的品位. 2. 3 海口磷矿的正2反浮选 正2反浮选工艺主要用于沉积型硅钙钙硅质 磷块岩,在碱性介质中,采用捕收剂富集磷矿物, 硅酸盐矿留在槽内作为尾矿排除,得到的正浮精 矿,添加无机酸作为矿浆p H值调整剂,在弱酸性 介质中用脂肪酸捕收剂浮出白云石,将磷矿物富 集于槽产品内. 在正浮选中,采用常温或者低温浮选,未添加 碳酸钠和碳酸盐抑制剂.实验室研究结果表明,在 原矿品位P2O525. 25 、MgO 2. 77 ,经正浮选 一粗一扫和反浮选一粗一扫选别,磨矿细度为 - 0.074 mm 76. 8 时,获得精矿含P2O530.96 、 MgO 0.37 ,精矿产率70. 38 、 回收率为86.31 的指标;磨矿细度为- 0. 074 mm 82. 0 时,精矿含 P2O531. 05 ,MgO 0. 24 ,精矿产率72. 04 ,回 收率为88. 23 .采用正反浮选工艺进行了吨级扩 大性试验研究,原矿含P2O525. 11 、MgO 3.46 、 SiO216.58 ,磨矿细度- 0.074 mm 80. 87 时,精 矿含P2O531. 84 、MgO 0. 48 、SiO214. 95 , 精矿产率69. 83 ,精矿回收率88. 54 .工业试验 研究,原矿含P2O524. 44 、MgO 3. 71 、SiO2 17. 82 时,获得的磷精矿P2O532. 47 、MgO 0. 88 、SiO211. 02 ,产率61. 02 、 回收率达到 81. 07 [9]. 正2反浮选的适应性强,能适应和处理含P2O5 15 ～26 ,MgO 1 ～6 ,SiO212 ～30 的 中、 低品位磷块岩矿石.正反浮选两个作业分开, 采用高效浮选药剂,实现了常温浮选,节省了矿浆 加温的能耗和成本;浮选流程只有一次正浮粗选, 反浮一粗一扫,流程结构简单,工业试验表明泡沫 流动较好,易于管道输送,选矿的精矿质量高,杂 质低,回收率高. 2. 4 海口磷矿的双反浮选 双反浮选工艺主要用于磷矿物与白云石和石 英的分离,以无机酸作为矿浆p H值调整剂,在弱 酸性介质中用脂肪酸和脂肪胺浮出白云石和石 英,将磷矿物富集于槽产品内.其最大优点是可以 常温浮选,槽产品粒度较粗有利于产品后处理.但 是胺对矿泥较敏感,胺反浮前都需脱泥,导致浮选 流程复杂.笔者在试验室进行了研究,在常温,磨 矿细度为- 0. 074 mm 83. 56 条件下,海口磷矿 P2O5品位25. 53 ,SiO2含量20. 30 ,MgO含量 3. 10 ,经双反浮选获得了磷精矿品位30. 10 , 脱硅率31. 29 ,排镁率86. 37 ,产率66. 04 , 回收率78. 88 的双反浮选指标.当原矿P2O5品 位为24. 16 ,MgO含量为4. 42 ,SiO2含量为 13. 8 时,磨至- 0. 074 mm含量占80 ,经双反 浮选闭路流程选别后可获得P2O5品位为31. 67 , MgO为0. 73 的合格磷精矿, P205回收率为 85. 84 ,MgO的排除率达89. 14 [10]. 双反浮选工艺对磷矿的性质有一定的要求, 从上述的结果看出,原矿中含硅量不高于14 时, 而是MgO的含量较高,在反浮选中,由于脱镁效 率较高,使得精矿品位易于提高到30 以上,且回 收率较高.而当原矿中硅酸盐矿物含量高, MgO 的含量较低时,在反浮选中,由于脱硅效率较低, 使得精矿品位较难提高到30 以上,且回收率较 低.因此,磷矿中SiO2的含量达到17 以上,由于 胺类捕收剂的选择性较差,要浮选大量的SiO2,胺 类捕收剂的用量较大,导致磷精矿的回收率较低, 尾矿品位偏高.因此,采用双反浮选时,原矿中硅 酸盐矿物含量不宜过高. 2. 5 海口磷矿的重浮联合工艺研究 海口磷矿当原矿石磨至- 0. 28 mm时,通过 摇床 选 别 后,可 获 得 品 位28. 63 ,回 收 率 41. 33 的 磷 精 矿,但 其 中MgO 1. 5 ～ 2. 8 [11],因此,单一重选精矿回收率低,且MgO 含量高.杨茂椿[12]采用重一浮联合工艺研究了海 口磷矿,其重浮总精矿指标精矿产率62. 34 ;品 位P2O529. 56 ,含MgO 1. 65 ,精矿回收率 83. 3 .因此,采用高效的重选设备有利于减少浮 选入选量,降低选矿总成本和减少环境污染,但是 精矿品位达不到酸法磷矿的要求. 3 结语 对于海口磷矿结构复杂,杂质嵌布粒度细微 的矿石选矿工艺较多.单一的反浮选脱镁能获得 较好的选矿指标,但有一定的局限性,适应处理含 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 14 武汉工程大学学报第30卷 碳酸盐矿物较高的磷矿,通过浮选剔除碳酸盐矿 物以提高精矿的品位,而磷精矿中硅酸盐矿物含 量较高.双反浮选工艺对磷矿的性质有一定的要 求,磷矿中SiO2的含量不能过高,又由于胺类捕收 剂的选择性较差,尾矿品位偏高,导致磷精矿的回 收率较低,且胺类药剂对泥较敏感,浮选泡沫粘, 管道输送困难,难以实现工业化.单一重选精矿回 收率低,且MgO含量高,只能与其它工艺联合选 别,采用高效的重选设备有利于减少浮选入选量, 降低选矿总成本和减少环境污染.但是精矿品位 达不到酸法磷矿的要求,精矿的回收率低于单一 反浮选和双反浮选的指标.对于海口风化硅质磷 块岩可以采用直接浮选.而对于原生磷矿采用正 浮选,需研究开发出无毒或低毒碳酸盐矿物抑制 剂,降低药剂对滇池水环境的影响.因此,对于海 口磷矿而言,适宜的选矿工艺是正2反浮选,适应性 强,流程简单,选矿指标好,提高了资源的利用率. 致谢参加本研究的还有吴元欣、 王玉林、 李冬莲 等人,在此表示感谢. 参考文献 [1] 王学买,常振球.云南省磷矿资源开发利用现状与初 步建议[J ].化工矿物与加工,2004 ,1 124. [2] 昆明冶金研究院.海口磷矿中低品位磷块岩选矿试 验研究报告[R].昆明昆明冶金研究院,1995 ,12. [3] 吴彩斌,段希祥.我国磷矿石的处理工艺研究[J ].云 南冶金,2000 ,294 19222. [4] 池汝安,肖春桥,高 洪,等.细菌和真菌分解低品位 磷矿[J ].过程工程学报,2005 ,56 6362639. [5] Mather S.利用选择性絮凝剂从含高氧化镁磷酸盐 中分选磷灰石[J ].国外金属矿选矿,1997 , 9 292 32. [6] 骆兆军,钱 鑫.磷灰石处理新工艺2磁罩盖法[J ].中 国矿业,1999 ,81 56258. [7] Ciccu R , Ghiani M.Phosphate Beneficiation with Electrostatic Techniques[ A ]. The XⅧInternational Mineral Processing Congress Vol.Ⅱ[ C]. 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Single or double reverse flotation technology was used to separate phosphate rock with high content of magnesium and low silicon. Key words phosphate rock of Haikou ; direct2reverse flotation ; double reverse flotation 本文编辑萧 宁 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.