楊 勇,朱孔金,錢押林

(中藍(lán)連海設(shè)計研究院,江蘇 連云港 222004)

0 引 言

遼寧某磁鐵礦山采用單一磁選方法回收磁鐵礦,但由于礦石中除主要有用礦物磁鐵礦外,還拌生有一定量的磷灰石礦,故經(jīng)磁選回收目的礦物后,尾礦中還含約4%的五氧化二磷.這樣不僅造成資源浪費,而且制約了礦山的可持續(xù)發(fā)展.為了提高選廠經(jīng)濟(jì)效益,充分利用國家礦產(chǎn)資源,對該磁選尾礦進(jìn)行回收磷灰石進(jìn)行試驗研究.

1 試驗樣品性質(zhì)

試驗樣品為磁選后的尾礦.非金屬礦物有磷灰石、角閃石、斜長石、橄欖石、鉀長石、石英等.金屬礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦、赤鐵礦等.其主要組分組成見表1.對原料進(jìn)行篩分分析,粒度特性分析結(jié)果見表2.

表1 試驗樣品多元素分析結(jié)果

表2 原料篩析試驗結(jié)果

由尾礦的粒度組成可知,約65%的物料粒度在最佳的浮選粒度(-0.15+0.038 5 mm)內(nèi).粒度相對較粗,組成比較均勻,但含有一定量礦泥.

2 試驗研究

2.1 試驗工藝流程

自20世紀(jì)20年代用浮選回收細(xì)粒磷灰石礦石以來,浮選成為選別磷礦石的主要選礦方法[1].回收磷灰石的浮選流程結(jié)構(gòu)、藥劑制度均較簡單,同時藥劑耗量不高.以硅酸鹽脈石礦物為主的磷灰石礦石更為明顯[2].根據(jù)原料的性質(zhì),采用浮選方法回收尾礦中的磷灰石.原料中的礦泥將對浮選產(chǎn)生顯著的影響,為了消除或減少礦泥對浮選的不良影響,有的采用脫泥方法,而對于磷礦浮選則多采用浮選調(diào)整劑進(jìn)行調(diào)整,如采用少量水玻璃進(jìn)行分散[3].水玻璃、改性水玻璃及其混合物在礦物加工中主要是作為抑制劑和分散劑,對石英、螢石、方解石和磷礦等礦石的浮選都有抑制作用.提高浮選過程的選擇抑制作用,可以獲得更好的選礦指標(biāo)[3].對四川某銅礦尾礦中的低品位難選磷灰石浮選研究中,通過單礦物試驗證水玻璃是分離脈石礦物石英的有效抑制劑,適宜的礦漿pH值為10[4].脂肪酸作為磷灰石浮選捕收劑,該類藥劑熔點高、溶解度小、在礦漿中分散性差,通過添加陰離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、非離子型表面活性劑Tween-80對脂肪酸進(jìn)行增效,能明顯改善磷礦的浮選特性[5].本浮選試驗采用水玻璃作硅酸鹽的抑制劑和分散劑,捕收劑(脂肪酸與一種非離子型表面活性劑的混合物)PM自制.浮選采用一次粗選,二次精選流程.試驗原則工藝流程見圖1.

圖1 浮選原則流程

2.2 開路流程試驗

磨礦采用XMB-70型三輥四筒棒磨機(筒體為Φ130 mm×150 mm,磨礦介質(zhì)為Φ12 mm×140 mm鋼棒14根).磨礦質(zhì)量濃度約60%.在試樣300 g,粗選水玻璃用量1.00 kg/t,PM 0.85 kg/t;精選Ⅰ水玻璃用量0.25 kg/t;精選Ⅱ水玻璃用量0 kg/t.

按照圖1所示流程進(jìn)行浮選試驗,浮選指標(biāo)與磨礦細(xì)度的關(guān)系曲線見圖2.

圖2 磨礦細(xì)度實驗結(jié)果

從圖2可以看出:在磨礦細(xì)度-0.074 mm含量由45.0%(原料自身含量)增加到60.0%,對浮選指標(biāo)沒有明顯的影響,各指標(biāo)曲線變化很小.考慮到尾礦再磨礦會增加選礦成本,故選取磁選尾礦-0.074 mm 45%直接進(jìn)浮選.

2.3 粗選質(zhì)量分?jǐn)?shù)試驗

浮選質(zhì)量分?jǐn)?shù)(濃度)對指標(biāo)影響較大,因此對其進(jìn)行試驗.浮選粗選濃度一般在20%～30%,考慮到本試驗尾礦的具體性質(zhì)(磁選尾礦自身濃度比較稀),設(shè)計15%、20%、25%、30%四個礦漿濃度水平,比較分選指標(biāo)的差異.按2.2選取的試驗條件進(jìn)行浮選試驗,試驗結(jié)果見圖3.

圖3 浮選質(zhì)量分?jǐn)?shù)試驗結(jié)果

從圖3可見:隨著浮選質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高,精礦回收率提高,品位下降,試驗結(jié)果與浮選規(guī)律基本吻合.浮選質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,有利于提高礦漿中藥劑的濃度,降低選礦成本.綜合考慮浮選指標(biāo),本試驗粗選最佳礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定為25%.

2.4 粗選藥劑正交試驗

確定磨礦細(xì)度和浮選質(zhì)量分?jǐn)?shù)后,對粗選水玻璃和PM進(jìn)行正交試驗,考查對浮選指標(biāo)的影響.水玻璃和PM的水平取值見表3,粗選藥劑正交試驗結(jié)果見表4.

表3 粗選水平因素表

表4 粗選正交試驗結(jié)果

2.5 精選試驗

按選取的粗選的試驗條件,改變精Ⅰ水玻璃用量(kg/t):0、0.25、0.5三個水平上,進(jìn)行浮選試驗結(jié)果見表5.

表5 精Ⅰ水玻璃用量試驗結(jié)果

由表5可以看出:添加少量的水玻璃能有效地提高精Ⅰ精礦品位,綜合考慮選礦指標(biāo),精Ⅰ水玻璃用量取0.25 kg/t.

2.6 閉路流程試驗

在開路流程選取試驗條件基礎(chǔ)上,進(jìn)行了閉路流程試驗.即中礦循序返回:中礦1返回粗選,中礦2返回精Ⅰ.經(jīng)多次循環(huán)試驗,最終試驗結(jié)果見表6.精礦多項分析結(jié)果見表7.

表6 閉路試驗結(jié)果

表7 精礦多項分析結(jié)果

由表7可知,最終精礦各項指標(biāo)均達(dá)到ZBD51001～86《酸法加工磷肥用磷礦》一類專業(yè)標(biāo)準(zhǔn).

3 結(jié) 語

浮選回收某地磁選尾礦中的P2O5,采用一粗二精,中礦循序返回的浮選流程,選取的最佳浮選工藝條件和藥劑制度為:-0.074 mm含量45%;粗選浮選質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%,水玻璃用量1.50 kg/t,PM 0.95 kg/t;精Ⅰ水玻璃用量在0.25 kg/t.獲得磷精礦P2O5品位36.19%,回收率90.41%的選礦指標(biāo),且最終磷精礦達(dá)到了HG/T 2673-1995《酸法加工磷肥用磷礦》一類專業(yè)標(biāo)準(zhǔn).達(dá)到了綜合利用磁選尾礦資源的目的.

參考文獻(xiàn):

[1]H·西斯.磷酸鹽礦石浮選藥劑評述[J].國外金屬礦選礦,2003(10):8-10.

[2]彭儒,羅廉明.磷礦選礦[M].武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版社,1992:77-82.

[3]王成行,童雄,孫吉朋.水玻璃在選礦中的應(yīng)用與前景的分析[J].國外金屬礦選礦,2008(10):6-10.

[4]戴玉華,邱廷省,羅仙平.某銅尾礦中磷灰石的浮選回收試驗研究[J].金屬礦山,2005(8):67-70.

[5]羅惠華,鐘康年,魏以和.增效作用對磷灰石浮選的影響[J].化工礦物與加工,2000(5):8-10.