云南某膠磷礦浮選試驗研究[J]

1、云南某膠磷礦浮選試驗研究張旭打王雅靜i,戴惠新2,李耀辰i（1.石家莊經(jīng)濟學(xué)院，河北 石家莊050031； 2.昆明理工大學(xué)，云南 昆明650031） 摘 要：云南磷礦資源豐富，但大部分是可選性較差的磷塊巖礦石，開展磷礦選礦技術(shù)研究, 對云南磷礦高效利用具有重要意義。文屮針對云南某地高硅質(zhì)膠磷礦進行浮選匸藝及藥劑研 究，以確定最佳浮選方案，結(jié)果表明：采用-次粗選，-次扌訂選正浮選流程，使用新型捕收 劑和新型抑制劑，可以得到平均p2o5品位30.62%、回收率83. 87%的磷精礦。關(guān)鍵詞：膠磷礦；浮選工藝；浮選藥劑 中圖分類號td971文獻標(biāo)識碼：a0引言磷礦資源是我國的重要戰(zhàn)略資源，它既是制

2、作磷肥、保障糧食安全的重要物資，乂是精 細(xì)磷化工的物質(zhì)基礎(chǔ)，具有不可替代性、不可再生性。我國磷礦儲量約為130億t,雖然從 儲量規(guī)模上看較為樂觀，但高品位的磷礦石僅占磷礦資源的20%左右，貧礦所占比重較大。 隨著近年來國內(nèi)糧食的豐收增產(chǎn)，磷肥工業(yè)快速發(fā)展。預(yù)計今后全國磷肥產(chǎn)量每年將以10% 以上的速度增長，而對我國磷礦資源現(xiàn)狀與未來，能否合理利用屮低品位磷礦資源，對我國 磷肥工業(yè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具冇重要意義。從質(zhì)量上看，我國高品位磷礦少而集中，中低品位磷礦多，膠磷礦多，含雜質(zhì)也多。云 南省磷礦資源豐富，但大部分是可選性較差的磷塊巖礦右，此類礦石中磷礦物與石英等脈右 礦物呈中細(xì)粒及細(xì)粒膠結(jié)在一起

3、，一幾以細(xì)粒膠結(jié)為主，較難分選。浮選是膠磷礦選礦的最有效的方法之一，成熟的浮選工藝是磷礦石主要而有效的選別方 法。所以開展磷礦浮選技術(shù)與藥劑的研究，對于開發(fā)利用我國磷礦、建立技術(shù)可靠的選礦廠、 生產(chǎn)合格的磷精礦、提高資源綜合利用率和附加值，具有重要意義。1礦石基本情況及礦石性質(zhì)研究礦物屬于云南高硅質(zhì)膠磷礦，有川礦物是非晶質(zhì)碳氟磷灰石（膠磷礦）和微晶質(zhì)碳氟 磷灰石，脈石礦物主要為石英、玉髓、少量碳酸鹽和褐鐵礦等。礦石的化學(xué)分析見表1。表1礦石的化學(xué)分析結(jié)果%pocaofco,mgo質(zhì)量分?jǐn)?shù)25.4135. 292. 341.050. 08si02k2onaoai2o3質(zhì)雖分?jǐn)?shù)31.660. 80

4、0. 230. 092. 14由表1看出，礦石含磷較高，mgo、fezos、ai2o3質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。礦石屮的膠磷礦以假鯽狀或不規(guī)則膠狀磷礦結(jié)構(gòu)產(chǎn)岀。主要嵌布粒度范國在0.01 0. 3mm,膠結(jié)物主要為石英和玉髓。膠磷礦與脈石礦物鑲嵌關(guān)系較復(fù)朵，膠磷礦中含有的細(xì) 粒、微細(xì)粒雜質(zhì)包體主要是石英，且與石英、玉髓交代連牛。它們相互形成砂狀結(jié)構(gòu)、假鯽 狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)和生物碎屑狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有塊狀、條帶狀或條紋狀、角礫狀構(gòu)造。礦 物中的硅質(zhì)礦物呈碎屑狀石英產(chǎn)出。膠磷礦普遍存在微細(xì)粒石英包體，少數(shù)與膠磷礦呈交代 連生結(jié)構(gòu)，粒度0.020.4mm,其包體石英粒度0. 010. lmm左右，玉髓少量，呈纖

5、維狀。 2浮選流程的選擇試驗過程小均釆用500g破碎原礦樣磨礦，在yed1. 5 l單槽浮選機屮進行浮選試驗。2. 1正浮選試驗試驗中磨礦細(xì)度為-200目82. 13%,礦漿ph值為9. 5,水玻璃用量為600g/t,在捕收劑 油酸用量為400g/t的悄況下進行一次粗選，再次將礦漿ph值調(diào)節(jié)為9. 5,水玻璃用雖:為400 g/t,在捕收劑油酸用量為400g/t的情況下進行一次掃選，可以得到產(chǎn)率36.18%,晶位 28. 56%,回收率40. 67%的粗選磷精礦；得到產(chǎn)率35.36%,品位28. 85%,回收率40.15%的掃 選磷精礦。由于此兩種精礦品位相差不大,混合可得到產(chǎn)率71.54%,

6、品位28. 71%,回收率 80. 82%的混合磷精礦。2. 2反浮選試驗試驗進行了堿性條件下反浮選和酸性條件下反浮選，磨礦細(xì)度為-200冃82.13%。堿性 反浮選試驗屮，調(diào)節(jié)pll為11,釆川十二胺與煤汕紐合藥劑反浮選可以得到產(chǎn)率73. 96%,品 位26. 38%,回收率76. 78%的磷粕礦。酸性反浮選試驗中，調(diào)節(jié)ph為5. 5,并采用金屬離子 活化石英與硅酸鹽礦物，采用i二胺與煤油組合藥劑可以得到產(chǎn)率66. 40%,品位28. 88%, 回收率75. 47%的磷精礦。2. 3正反浮選試驗試驗中磨礦細(xì)度為-200 0 82. 13%,調(diào)節(jié)ph為95,水玻璃用量為400g/t,在捕收劑

7、zx-01用量為800g/t的情況下進行了正浮選，得到初步正浮選精礦。正浮選精礦采用用量 為3000g/t的磷酸抑制磷礦物，使用捕收劑zx-02 1000g/t進行反浮選，最終可以得到產(chǎn)率 66.31%，品位29. 28%，回收率76. 42%的磷精礦。2. 4流程的確定在流程選擇試驗中，觀察到采用胺類進行反浮選時，無論是堿性條件下述是酸性條件下, 浮選泡沫粘度都很人，不利于浮選的進行；而正反浮選雖然得到的磷精礦品位有29. 28%, 但回收率僅有76.42%,且藥劑用量大，藥劑費用高。綜合考慮，使用正浮選的一次粗選一 次掃選流程，雖然此流程的磷精礦混合品位只有2& 71%,但藥劑用量

8、少，且回收率高，可 以進行浮選夯劑和條件優(yōu)化，以實現(xiàn)最優(yōu)浮選冃標(biāo)。3試驗結(jié)果及討論3. 1磨礦細(xì)度試驗?zāi)サV細(xì)度對浮選彩響較大,選擇最優(yōu)的磨礦細(xì)度，可以冇效提高浮選精礦品位和回收率。 用錐型球磨機將原礦磨至-0. 074 mm占75%、80%、85%、90%四個不同的細(xì)度，浮選流程見圖 1,試驗結(jié)果見圖2。原礦磨礦細(xì)度變化ph 為 9. 5 水玻璃400 g/t 油酸400 g/tph為95 水玻璃400 g/t 油酸400 g/t精礦尾礦圖1磨礦細(xì)度試驗流程圖74o 83 2 或型ngod藝?yán)纷嘶? d82 84 86 88 9( (-200 0) /%圖2磨礦細(xì)度試驗結(jié)果圖山圖2看出，隨磨礦

9、細(xì)度的上升，開始吋磷粹礦站位明顯上升，回收率明顯上升，但當(dāng) 磨礦細(xì)度到達85%以后，磷精礦品位和回收率都稍冇下降。同時由于懶礦細(xì)度的上升，屛礦 能耗也在增加，增加了工業(yè)生產(chǎn)的成木，所以一200目85. 00%為此磷礦浮選最佳磨礦細(xì)度。3. 2浮選礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)試驗浮選礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)是影響浮選的重要條件，采用圖1流程進行了浮選礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的試 驗研究，結(jié)果見表2。表2浮選礦漿質(zhì)雖分?jǐn)?shù)對浮選的影響%礦漿質(zhì)最分?jǐn)?shù)產(chǎn)品名稱p©產(chǎn)率p2o5品位p205回收率精礦59. 2629. 9769. 8920尾礦40. 741& 7830. 11原礦100. 0025.41100. 00精礦62.

10、 1629. 5872. 3625尾礦37.8418. 5627. 64原礦100.0025.41100. 00精礦71.0729. 0682.3130尾礦28. 9315. 5317. 69原礦100. 0025.41100. 00精礦74. 482& 4783. 4535尾礦25. 5216. 4816. 55原礦100. 0025.41100. 00由表2看出，當(dāng)浮選礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%和25%時，雖然精礦品位較高，但回收率不高, 低于80. 00%；而礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)在35%時，品位乂下降，只有在30%時，w礦的品位和回收 率指標(biāo)較好，所以礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)以30%為宜。3.3浮選新藥劑

11、試驗3. 3. 1新型抑制劑試驗礦石中的石英結(jié)構(gòu)復(fù)雜，嵌布粒度人小分布不均，所以對水玻璃、淀粉、六偏磷酸鈉、 水玻璃+cmc（組合抑制劑）進行了一系列試驗。試驗發(fā)現(xiàn)這些常規(guī)抑制劑對礦石屮的石英難以 抑制，往往是川量過小時，冇效成分的濃度過低，對石英的抑制作用較弱，導(dǎo)致精礦品位過 低；在用量較大時則失去選擇性，膠磷礦和石英一同被抑制。在以上試驗的基礎(chǔ)上進行了新 型抑制劑dx-12的抑制劑試驗。在磨礦細(xì)度為85. 00%, ph值為9. 5,捕收劑（汕酸）用量為400g/t的條件下進行抑制劑 dx-12粗選試驗，結(jié)果見圖3。200 300 400 560 6&0 700 800 抑制劑用m

12、/ (g-r>)圖3抑制劑粗選試驗結(jié)果200 300 400 500 600 700 800 抑制劑用址/ (g-t 9 <o 沁、.sod在粗選試驗的棊礎(chǔ)上，對抑制劑dx-12進行了掃選用雖試驗。條件為：磷礦經(jīng)粗選后調(diào) ph值至9. 5,捕收劑（汕酸）用量為400g/t,結(jié)果見圖4。28圖4抑制劑掃選試驗結(jié)果從圖3和圖4看出，dx-12可以有效抑制礦漿屮的石英，但當(dāng)抑制量過人時對膠磷礦也 有部分抑制，降低了磷精礦的品位和回收率，所以粗選収抑制劑用量為450g/t,掃選采用 200g/t較為合適。抑制劑dx-12是硅酸鈉與氟硅酸鹽混合作川的藥劑，具屮氟硅酸鹽對脈 石礦物起了解吸脈石

13、礦物上的捕收劑和強化水玻璃抑制的作用。3. 3. 2新型捕收劑試驗捕收劑的組合使用是目前捕收劑研究的一個重要方向，有硏究和實踐表明：捕收能力和 選擇性存在差界的不同捕收劑，在一定的礦漿ph條件下組合，用于處理膠磷礦可以達到較 好的選別效果。在對油酸、氧化石蠟皂、氨基脂肪酸等單一藥劑和多種組合藥劑進行試驗的 基礎(chǔ)上，針對該礦石進行了新型纟r合捕收劑yz-10用量試驗，最終確定在（粗選+掃選）采用 400g/t+400g/t的較少捕收劑用量下可以實現(xiàn)精礦do：,品位30%以上和回收率80%以上的選 別效果。新型捕收劑yz-10由兩種脂肪酸混合反應(yīng)制得。3. 4推薦試驗流程推薦試驗流程及指標(biāo)見圖5o

14、由推薦流程試驗結(jié)果可以看岀，試驗粗選條件為：礦漿ph值在9.09. 5之間，抑制劑 dx-12用量400g/t,捕收劑用量400g/t；掃選試驗條件為:礦漿ph值在9.09. 5之間, 抑制劑dx-12用量200g/t,捕收劑用fi：400g/t,最終町以得到綜合p2o品位30. 62%,回收 率83.87%的磷精礦。冋收率/%原礦粗選-200 目 85. 00% ph值為9. 09. 5 dx-12 400 g/t yz-10 400 g/t35. 54:30.4842.6334.06： 13坐掃選41.24696；306283. 87精礦30.40:13.4816. 13尾礦圖5推薦流程4

15、結(jié)論a. 從礦石的多元素化學(xué)分析知道，該礦石屬于典型的髙硅質(zhì)膠磷礦，且原礦中mgo的 質(zhì)雖分?jǐn)?shù)已經(jīng)低于1%,因此浮選試驗中不考慮脫鎂，但膠磷礦與脈石礦物鑲嵌關(guān)系較復(fù)雜, 且膠磷礦與石英、玉髓交代連生，較難分選。b. 通過工藝流程選擇看出，采用一次粗選一次掃選的正浮選流程優(yōu)于反浮選和正反浮 選流程，在止浮選流程條件卜，選擇合適的解礦細(xì)度、辭礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并采用新型藥劑對以 得到p2o5品位30. 62%、回收率83. 87%的磷精礦。c. 高硅質(zhì)膠磷礦屬難選磷礦石，采用合適的工藝流程和新型藥劑可以有效分選該磷礦。 充分開發(fā)利用中低品位磷礦，提高磷礦資源綜合利用率，對實施磷資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具冇 重

16、要意義。參考文獻1 劉建雄.我國磷礦資源特點及開發(fā)利用建議j化工礦物與加工，2009(3)： 36-39.2 王云立.應(yīng)合理利用磷資源j.化工礦物與加工，2009, (2)： 24.3 胡熙庚,等.浮選理論與工藝m.長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社,1991.4 胡為柏.浮選m.北京：冶金工業(yè)出版社,1989.flotation experiments of a collphanite ore in yunnan provincezhang xu1, wang yan-jing1 dai h uixin2. li yaochen1(1. shi jiazhang institute of econom

17、ics, shjiazhang hebei 050031, chirm； 2. kunming university of scienee and technology, kunming yunnan 650031, china)abstract： yunan has rich phosphate rock resource, but its majority is refractory collophanite ore therefore, it is of great significance to conduct study on phosphate minoral processing

18、 technology for the development and utilization of yunnan* s phosphate rock. flotation techno logy and flotation reagents were tested for a high siliceous collphanite in yunnan province to determine optimum flotation program in this paper. the results showed that phosphate concentrate with p2 0s 30. 62%, recovery 83. 87% could be obtained by using new style