矾山磷矿选厂磷精矿降铁研究.doc

矾山磷矿选厂磷精矿降铁研究 双鸭山建龙 宋斌燕 摘要 讲述了矾山磷矿选矿厂的工艺流程和目前的生产现状，针对磷精矿中铁含量较高影响磷粉质量的情况做了详细分析，并提出了技术改造方案。 关键词矾山磷矿、浮选、筛析 正文 第一章 矾山磷矿选矿厂简介 矾山磷矿坐落于河北省张家口市涿鹿县的矾山乡，选矿厂最初设计规模为年处理原矿120万吨，服务年限为36年，考虑D级储量则为44年，选矿厂的产品主要为磷精矿和铁精矿。 选矿厂原矿由井下采场供给，原矿品位含P2O5 12，含Fe13，选矿后产品有磷精矿和铁精矿两种，磷精矿年产38.97万吨，品位含P2O5 34，其质量可供高效复合磷肥原料。铁精矿年产14.30万吨，铁的品位60，基本上符合工业要求。 选矿厂厂址位于官厅水库上游，为了确保官厅水库水源不受污染，本设计生产用水采用闭路循环。工业废水不向外排放。 选矿厂在国企间年处理原矿在60万吨左右。改制后2008年计划为年处理原矿在90万吨；2009年要达到150万吨。 一、 矿石性质 矾山磷矿矿体碱性超基性杂岩体中，矿石的矿物成份多达52种，但组成矿石的主要矿物为辉石、黑云母、正长石，氟磷灰石、磁铁矿五种，后两种为主要回收对象，除以上五种主要矿物之外，尚有钛榴石、屑石、钛铁矿、氟碳铈矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等矿物，但含量较少。 主要矿物性质 （1） 氟磷灰石 系主要工业矿物，大部分呈浅绿色或无色透明体，根据其在矿物中的嵌布情况分早期形成和晚期形成两种。早期形成的氟磷灰石被后期形成的灰石、磁铁矿、黑云母等矿物包裹，自形程度较好，常呈六方柱状，粒度为0.05～0.3mm。而晚期形成的氟磷灰石呈半自形晶粒状集合体，嵌布在辉石，黑云母等矿物集合体的间隙和片里中。特别是富矿体地段的氟磷灰石都呈粗粒状聚集体，粒度很大，最大达到几毫米。因氟磷灰石晶体自形程度较好，与其它矿物的接触界线平整，且粒度较粗，解理发育，故易于破碎和单体分离。由试验矿样粒度特性分析结果，其中98以上大于0.074mm。 氟磷灰石单体矿物化学分析结果 含P2O538.37～41.13；F1.46～2.23；CaO52.37～54.70；MgO0.05～0.10；SiO1.04～4.16；Al2O3痕～0.64；Fe2O3痕～0.42；MnO0.05；TiO2痕～0.099；K2O65；TiO4.18～6.84；V0.154；CO0.024；P0.034。 （三）硫化矿物 矿石中含硫不高，但形成的硫化矿物种类较多，有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、含钴镍黄铁矿、方铅矿等，其中硫化铁矿物占80以上，硫化矿一般呈他形状稀散地嵌布于脉石矿物的间隙中，有部分黄铁矿呈脉状嵌布。黄铜矿与磁黄铁矿关系密切，两者常呈无规则的粒状连晶。镍黄铁矿在磁黄铁矿的边缘呈羽毛状分布，硫化物的粒度一般在0.074～1mm之间，以黄铁矿粒度最粗，磁黄铁矿次之，黄铜矿较细，镍黄铁矿最细，小于20微米。 （四）脉石矿物 主要脉石矿物有辉石、黑云母、其次为正长石，方解石，钛榴石、绢云母等。脉石矿物一般呈半自形粒状、片状集合体，粒度较大，最大达5mm以上。应该指出，脉石矿物中黑云母较多，呈片状具有韧性和弹性，天然可浮性叫好，又具有磁性，故对磨矿和磷、铁精矿的质量有影响。 二、选矿工艺流程 （一）选矿厂磷铁选矿工艺流程图 原矿 粗碎 井下 粒度 300～0 ㎜ 矿石仓 中碎e35㎜ 粒度70～0㎜ 筛 分 细碎 粒度 20～0㎜ e9.0㎜ 磨矿仓 磨矿仓 一段磨矿 -200目含量占45 分 级 搅拌 磷 粗 选 一 精 扫 选 二 精 磁 选 粗 磁 选 浓 缩 二段 磨矿 二段 磁选 过 滤 三段 磁选 沉淀池 过 滤 浓缩 磷 精 矿 回 水 铁精矿 尾矿 回 水 （二）选矿工艺流程 1、碎矿流程 采矿提供的矿石最大块粒度为300mm，硬度系数f6～8，矿石含泥4，水份3～6，根据矿石性质和选厂规模，设计碎矿采用三段一闭路破碎流程，粗碎和中碎前不设预先筛分，碎矿最终产品粒度为20mm，总破碎比15。 粗碎设于井下，采用2台PEJ9001200颚式破碎机，粗碎产品用箕斗提到地面竖井卸矿仓中，经板式给矿机给矿，通过NO.O、NO.1、NO.2皮带输送机转运到中碎ф2200/350型圆锥破碎机破碎，破碎后由NO.5皮带输送机输送至筛分厂房，筛分采用2台YA1836圆振筛，圆振筛上层物料通过NO.8皮带输送机返回1台。ф2200/130型短头圆锥破碎机进行细碎，细碎后再由NO.5皮带输送机送至筛分车间组成闭路，筛下合格产品直接由No.9皮带输送机送至粉矿仓，最终产品粒度0～20mm。 2、磨矿浮选流程 现有磨矿Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个磨矿系列，采用MQG 27003600球磨机与2FG-20分级机组成闭路磨矿；其中Ⅱ、Ⅲ磨矿系列分别对应一个浮选系统，Ⅰ号磨矿系列对应一个废石处理系统，本废石系列是由于磷精粉市场行情变好，且废石中含有一定品位的磷和铁，为了实现最大程度的资源回收，增加企业的经济效益，因而增加了废石选别系统。 磨浮主要流程为矿石从粉矿仓经带式输送机至球磨机定量给矿，经由MQG27003600球磨机与2FG-20分级机组成的闭路磨矿后，磨矿细度为-0.074mm含量占45左右。Ⅱ、Ⅲ系列分级机溢流进入选别系统，选别系统原设计为优先浮选磷，再采用磁选回收铁的选别流程，磷选别系统采用由18台SF-8，16台SF-4和JJF-4组成的一粗一扫二精浮选流程，浮选温度为35℃左右，浮选尾矿再采用三段磁选回收铁。选厂经过技改之后，在原来的分级机溢流处增加了一段磁选提前分离出各格铁产品，浮选磷精矿处增加了一段中等强度的磁选用来降低磷精矿中的铁含量，并且在铁粗选精矿处增加了再磨工艺，粗精矿再磨采用MQ15003000球磨机，再磨产品经过两段精选之后得到最终的铁精矿。 3、脱水流程 磷精矿脱水原设计冬季为三段脱水流程，磷精矿先通过两台ф30m浓缩机浓缩后，用真空过滤机过滤，圆筒干燥机干燥，得到含水6的磷精矿运输至磷精矿仓；夏季，采用二段脱水即浓缩一过滤，得到含水12的磷精矿。目前选厂经过技改之后已经采用先进的陶瓷过滤机来替换原来的真空过滤机，过滤产品的水份含量较低，冬季不需要干燥，从而取消了干燥系统，节约脱水成本。 铁精矿过滤通过真空永磁过滤机过滤，精矿水份10左右。 三、 目前生产情况 矾山磷矿2008年九月份以前平均生产指标如下 原矿品位大生产原矿中磷品位9.0，铁品位12.5。 地表矿原矿中磷品位5.0，铁品位9.0。 精矿指标如下 品位 细度 -200目 水分 含杂（P/Fe） 回收率 地表矿 大生产 地表矿 大生产 磷精粉 34.2 77 12 10 1.8 92 85 铁精粉 62.7 59.8 12 11 1.6 25 52 从上面数据可以看出原矿的品位比较低，选别后磷精矿中含杂质铁高，为1.8，水分较高，品位偏低选别后铁精粉中含杂质磷很高，为1.8，水分较高，品位低，回收率很低。由于矾山磷矿主要产品为磷精粉，所以针对磷精粉中杂质铁含量高影响销售价格的情况，我们对此做了一下研究。 第二章 降铁试验及分析 一、试验过程 1、试验目的分析各个粒级中磷精矿的品位和杂质铁的品位，分析磷精矿中磷和铁的单体解离情况。 2、试验工具取样桶一个、天平（1000g）一台、标准套筛（200目、120目、60目）一套、（显微镜一台） 3、试验时间9月22日上午 4、试验过程用取样桶在一系列、二系列磷精矿取样机上取样，样品经充分烘干、缩分后称取100g，用套筛筛分。然后将各粒级进行称量记录，取各粒级一小部分进行镜下观察，然后将各粒级剩余研磨化验磷、铁品位。结果如下 粒级（目） 重量比率 累计重量比率 磷品位 铁杂质含量 60 4.52 4.52 33.22 2.12 -60120 14.07 18.59 36.25 1.45 -120200 3.52 22.11 36.57 1.41 -200 77.89 100 30.67 1.85 显微镜下观察发现60目粒级中有较多的未完全解离的P2O5，而-60目粒级中磷和铁都完全解离。 二、试验分析 通过上面试验数据可知，各粒级中磷和铁含量的变化趋势正好相反，磷品位高时铁的含量就低。磷精矿中-200目的含量占到77.89，但精矿品位是最低的，只有30.67，从以前的地质资料和试验中显微镜下观察的结果可知，在-60目200目这个级别中磷和铁的解离度已经很高了。磷精矿中-200目的含量占到77.89，说明磨矿过细，形成了过磨现象。这可能是造成浮选效果差的主要原因。 另外铁的含量高还和浮选药剂的配置使用有很大关系。 三、解决方案 通过上面的分析，可采取一下方法解决 1、 控制磨矿细度。 1） 由于磷矿的矿石性质较软，在入磨前已经有大量的合格粒级（把-60200目作为合格粒级），可以在入磨前增加细筛进行分级处理，让细颗粒直接进入分级机。 2）增加入磨量和降低分级机的溢流细度，但是得在分级机的溢流后段加设高频细筛进行严格分级，分级机的溢流细度应控制在-200目占25，细筛筛下物料-200目含量在35。 3）加大钢球的直径。 加大钢球的直径可以减少细磨，避免过磨现象。在加大钢球的直径的基础上还应将目前的入磨量55t /h提高到70-100t /h，提高磨矿浓度到83.这样有可能实现一台球磨机满足两系列，或者增加浮选机的台数。 2、强磁除铁 针对磷精矿中需要除铁的问题，可以在磷精矿入浓缩池前加设一台强磁机对Fe2O3进行脱除。此项措施还需进行强磁试验。 3、 反浮选除铁 根据浮少抑多的原理，可以对磷精矿进行反浮选。在酸性条件下捕收剂用石油磺酸钠1.43kg/t，做实验。缺点是原矿浆是碱性，要调节成酸性成本较高。 上面三种方法可以通过试验作最优选择。