張樹(shù)洪

(云南磷化集團(tuán)有限公司研發(fā)中心,云南 ?？?650113)

0 引 言

采用浮選分選以二氧化硅為主要雜質(zhì)的沉積磷礦石獲得成功已有數(shù)年的歷史,但硅質(zhì)磷礦石資源正在迅速減少,在不久的將來(lái),世界磷酸鹽工業(yè)將轉(zhuǎn)用碳質(zhì)磷礦石[1].本試驗(yàn)采用雙反浮選法分選鈣硅質(zhì)磷礦石進(jìn)行探索研究.

1 礦石性質(zhì)

礦石取自沙特某地區(qū),屬于鈣硅質(zhì)磷礦石,有用礦物為細(xì)晶磷灰石,主要脈石礦物為方解石、白云石、石英等.礦相測(cè)試表明,礦石中所含磷礦物44.7%、碳酸鹽35.8%、石英質(zhì)礦物14.6%、長(zhǎng)石和粘土類(lèi)礦物2.7%、鐵碳質(zhì)礦物1.8%.礦石化學(xué)組成見(jiàn)表1.

2 浮選工藝

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外磷礦浮選的方法很多,就目前的研究趨勢(shì)看,膠磷礦反浮選方法已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,不但浮選效果好,而且很大程度上減少了企業(yè)的生產(chǎn)成本[2].結(jié)合原礦性質(zhì),故采用雙反浮選工藝流程對(duì)該礦樣進(jìn)行試驗(yàn)研究.

表1 原礦化學(xué)分析結(jié)果表

原礦經(jīng)磨礦后直接進(jìn)行浮選,試驗(yàn)采用H2SO4和H3PO4為抑制劑,YP2-3為捕收劑脫除碳酸鹽;脫除硅酸鹽反浮選中,采用QP為捕收劑.工藝流程圖如圖1.

圖1 雙反浮選工藝流程圖

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 磨礦細(xì)度對(duì)指標(biāo)的影響

將平均粒度1 mm的礦樣進(jìn)行不同時(shí)間的磨礦試驗(yàn),隨后在同一藥劑制度下對(duì)各磨礦產(chǎn)品進(jìn)行雙反浮選試驗(yàn),以考察有用礦物的解離情況.

試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著磨礦時(shí)間的增加,浮選精礦品位逐漸增加,回收率逐漸降低;當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm含量大于75%時(shí),精礦品位升高速度減慢,P2O5回收率的下降速度加快.最終選擇細(xì)度為-0.074 mm為75%,此時(shí)精礦能獲得較好指標(biāo),品位和回收率分別為27.34%,73.49%.精礦經(jīng)化學(xué)分析,此時(shí)MgO、SiO2含量較低,可見(jiàn)礦物解離較好,但藥劑制度有待優(yōu)化.

3.2 反浮脫除碳酸鹽

3.2.1 反浮脫除碳酸鹽粗選 該礦石P2O5品位低于18%,主要脈石礦物為方解石、白云石和石英等.原礦中碳酸鹽含量為35.8%,其中方解石19.5%、白云石16.3%.由于碳酸鹽礦物與磷礦物的表面性質(zhì)相近,分離較困難,目前較有效的分離方法是酸性條件下反浮選碳酸鹽.

從磷酸鹽反浮選碳酸鹽的機(jī)理是在酸性介質(zhì)中,抑制磷酸鹽浮選與它比白云石更多吸附磷酸的陰離子,使捕收劑化學(xué)吸附困難有關(guān),也就是說(shuō)磷酸的陰離子吸附于磷酸鹽礦物上是磷酸鹽被抑制的根本原因,因此磷酸的陰離子質(zhì)量濃度將直接影響反浮選效果[3].

針對(duì)以上分析,試驗(yàn)對(duì)各藥劑制度進(jìn)行條件試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2,圖3.

圖2 H3PO4用量與精礦品位及選礦效率關(guān)系

由圖3可看出,在反浮選脫除碳酸鹽粗選中,選礦效率隨著H3PO4用量的增加先上升后下降,在用量為6 kg/t時(shí)的效率最高為16.64%,據(jù)此選取H3PO4最優(yōu)用量為6 kg/t.

圖3 H2SO4用量與尾礦產(chǎn)率及品位關(guān)系

由圖4可看出,在反浮選脫除碳酸鹽粗選中,尾礦產(chǎn)率和品位都隨著H2SO4用量的增加呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì),在用量為8.0 kg/t時(shí),尾礦產(chǎn)率和品位最低分別為32.74%、7.19%,此時(shí)的選礦效率最高為19.08%,因此確定H2SO4的最優(yōu)用量為8 kg/t.

由反浮脫碳酸鹽粗選YP2-3用量試驗(yàn)知,在反浮選脫除碳酸鹽粗選中,精礦P2O5品位隨著YP2-3用量的增加而增加,當(dāng)用量為1.2 kg/t時(shí),精礦P2O5品位22.14%、選礦效率19.18%,若繼續(xù)加大YP2-3用量,精礦品位略有上升,但回收率損失較大,因此選取YP2-3的最優(yōu)用量為1.2 kg/t.

3.2.2 反浮脫除碳酸鹽精選 由反浮脫除碳酸鹽精選H2SO4用量試驗(yàn)知, H2SO4在精選中作用較顯著,隨著其用量的增加,精選尾礦的產(chǎn)率逐漸升高、品位逐漸下降;當(dāng)用量超過(guò)3.0 kg/t時(shí),精選尾礦產(chǎn)率、品位變化不再明顯,且在3.0 kg/t時(shí)的選礦效率最高為21.78%,因此選取H2SO4最優(yōu)用量為3.0 kg/t.

由反浮脫除碳酸鹽精YP2-3用量試驗(yàn)知,隨著精選捕收劑用量的增加,回收率呈下降趨勢(shì),而精礦P2O5品位呈上升趨勢(shì),選取精礦P2O5品位為23.5%時(shí)回收率最高的點(diǎn)作為YP2-3的最佳用量,即0.4 kg/t,此時(shí)的選礦效率最高.反浮選脫除碳酸鹽試驗(yàn)結(jié)果如表2.

表2 反浮選脫除碳酸鹽結(jié)果

3.3 反浮脫除硅酸鹽

完成脫除碳酸鹽礦物試驗(yàn)后,試驗(yàn)采用陽(yáng)離子捕收劑QP進(jìn)行脫硅反浮選.

試驗(yàn)表明,隨著QP用量的增加,精礦中SiO2含量逐漸下降、P2O5含量逐漸上升.在用量為0.45 kg/t時(shí),精礦P2O5含量達(dá)到32.20%,若繼續(xù)增加QP用量,精礦品位上升幅度較小,但回收率損失較大,因此選取QP用量為0.45 kg/t.

完成藥劑條件實(shí)驗(yàn)后,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行平行驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果均能平行.雙反試驗(yàn)結(jié)果如表3.

表3 沙特磷礦雙反試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié) 語(yǔ)

a. 經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的條件實(shí)驗(yàn)確定沙特該地區(qū)磷礦采用雙反浮選能取得較好指標(biāo),其工業(yè)流程和藥劑制度較簡(jiǎn)單,試驗(yàn)及生產(chǎn)易控制.

b. 采用雙反浮選工藝,在磨礦細(xì)度-0.074 mm為75%,藥劑用量為H2SO411.0 kg/t、H3PO46.0 kg/t、YP2-31.6 kg/t、QP 0.45 kg/t時(shí),可獲得P2O532.32%、MgO 0.59%、CaO/P2O51.56的磷精礦,產(chǎn)率35.81%、回收率67.64%的選礦指標(biāo).

參考文獻(xiàn):

[1]王念生.沙特推出提高磷礦石品位的新選方法[J].國(guó)外化學(xué)礦山消息,1991(3):6-10.

[2]葛英勇,曾小波,甘順鵬,等.中、低品位膠磷礦雙反浮選研究[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2006(3):34-36.

[3]辜國(guó)杰.中低品位硅鈣質(zhì)膠磷礦富集技術(shù)探討[J].化工礦物與加工,2002(5):1-3.