方世祥,楊穩(wěn)權(quán)

(云南磷化集團磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究分公司，云南 昆明 650113)

0 引 言

磷是動植物生長必需的元素，磷肥是糧食增產(chǎn)的關(guān)鍵.世界磷資源供應(yīng)的充足度和穩(wěn)定性關(guān)系到世界糧食供應(yīng)安全.近些年來，由于磷資源利用量的急劇增加，能直接被利用的高品位磷礦已越來越少,中低品位磷礦的開發(fā)利用受到了各方面的重視.本文就澳大利亞某地微細(xì)粒級磷礦浮選進行探索性試驗，針對微細(xì)粒級磷礦浮選，在低礦漿濃度下，在不同的地點添加分散劑加強微細(xì)粒級物料的分散，以提高分選的選擇性.本文的研究為該類型磷礦的浮選奠定了基礎(chǔ)，拓展了磷資源綜合利用的思路.

1 原礦性質(zhì)

澳大利亞的磷礦資源占有量不到世界的1％，主要集中三個地方：昆土蘭的喬治亞灣，西澳大利亞的芒特·沃爾德以及圣誕島，都是沉積磷石礦.喬治亞灣和芒特·沃爾德礦床的磷灰石被脈石礦物浸染，所以原礦中P2O5含量較低.而圣誕島和芒特·沃爾德另一部分礦床的礦石中P2O5含量較高，但是因為有鈣銀星石和水磷鋁堿石伴生，含有鐵和鋁的有機組分，增加了選礦的難度.

1.1 原礦多元素分析

本試驗所用的礦樣來自昆土蘭的喬治亞灣.原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果如表1所示.

表1 原礦多元素分析

由化學(xué)分析結(jié)果，該礦m(CaO)/m(P2O5)為1.35，m(SiO2)/m(CaO)為0.56，倍半氧化物(R2O3)含量較高；根據(jù)DZ/T0209-2002標(biāo)準(zhǔn)，該礦石屬于中品位風(fēng)化型硅質(zhì)磷塊巖.對該礦最適宜的浮選工藝采用正浮選，抑制硅酸鹽礦物浮出磷礦物，從而富集磷精礦.

1.2 入選原礦粒度篩析

通過磨礦細(xì)度試驗確定入選最佳磨礦細(xì)度為-0.038 mm占95.76％，入選原礦粒度篩析結(jié)果見表2所示.

表2 入選粒度篩析結(jié)果

從表2可以看出，磷礦礦物在各個粒級分布比較均勻；在+0.025 mm粒級，硅含量雖然偏高，但其產(chǎn)率較低，因此可以說該磨礦細(xì)度情況下，有用礦物與脈石礦物得到了充分解離.

2 試驗結(jié)果與分析

從表2的數(shù)據(jù)可以看出，-0.025 mm粒級占有89.10％，屬微細(xì)粒級.大量的微細(xì)粒礦泥存在時，單體解離的礦物可能被不同礦泥包裹，礦漿粘度較大，對于正浮選抑制硅酸鹽礦物不利.因此對于該類型磷礦，重點加強分散抑制，提高分選的選擇性，試驗分別進行了不同分散劑以及濃度試驗.

2.1 分散劑種類試驗

進行了分散劑的選擇試驗，試驗工藝流程如圖1所示，試驗結(jié)果如表3所示.

圖1 分散劑種類試驗工藝流程圖

表3分散劑種類試驗結(jié)果

Table 3 Results of dispersant choice

分散劑產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/％品位/％P2O5SiO2P2O5回收率/％脫硅率/％L2精礦76.2529.4615.8182.2241.82尾礦23.7519.4536.4917.7858.18原礦100.0027.3220.72100.00100.00淀粉精礦75.1529.0017.6179.3135.38尾礦24.8522.8829.1620.6964.62原礦100.0027.4820.48100.00100.00CMC精礦69.2329.4717.0673.7642.94尾礦30.7723.5928.9026.2457.06原礦100.0027.6620.70100.00100.00MOS精礦74.4029.1717.2878.2336.70尾礦25.6023.5929.1321.7763.30原礦100.0027.7420.31100.00100.00JML精礦72.7829.3517.5277.6538.22尾礦27.2222.5929.0022.3561.78原礦100.0027.5120.64100.00100.00

從表3的試驗結(jié)果可以看出，綜合考慮產(chǎn)率、回收率及脫硅率等指標(biāo)，添加L2的選礦效果較好，因此，本試驗確定L2作為礦漿分散劑.

2.2 礦漿濃度試驗

礦漿濃度對泡沫選礦影響很大，特別是對于這種風(fēng)化程度比較嚴(yán)重的礦石.對不同濃度的礦漿進行了浮選比較研究，試驗流程如圖2所示，試驗結(jié)果如表4所示.

圖2 礦漿濃度試驗工藝流程圖

表4浮選濃度試驗結(jié)果

Table 4 Results of pulp density test

浮選濃度w/％產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/％品位/％P2O5MgOSiO2R2O3P2O5回收率/％脫硅率/％14.28精礦70.0130.450.5213.154.0678.3355.45尾礦29.9919.660.9238.26.1121.6744.55原礦100.0027.210.6420.664.67100.00100.0019.06精礦76.4429.720.5215.714.0682.7042.13尾礦23.5620.160.8537.106.0217.3057.87原礦100.0027.470.6020.754.52100.00100.0028.55精礦89.1629.090.5217.334.2595.2228.19尾礦10.8412.050.4155.978.454.7871.81原礦100.0027.240.5121.524.70100.00100.00

試驗結(jié)果表明，高濃度浮選的精礦產(chǎn)率和回收率較高，但精礦中P2O5含量偏低，且精礦中SiO2含量偏高，說明高濃度礦漿中磷礦物與石英之間的包裹體不容易分散開，浮選過程中夾雜在磷礦物中的脈石隨泡沫進入到精礦中，影響了精礦的質(zhì)量；而低濃度浮選時，精礦產(chǎn)率、回收率較低，但精礦P2O5品位較高.因此，低濃度浮選較好.為了獲得較好的產(chǎn)率和回收率，同時考慮精礦的質(zhì)量，故選擇浮選濃度為19.06％.

2.3 一次粗選一次掃選作業(yè)工藝流程試驗

由于該礦樣為高風(fēng)化礦，磨礦后產(chǎn)生的微細(xì)粒級含量較高，礦漿中礦粒之間相互作用難于分散，將水玻璃、碳酸鈉、L2一起加入磨機中和礦石一起磨礦混勻，浮選時礦漿能很好地分散，采用一次粗選一次掃選，見圖3.粗選精礦和掃選精礦合并成最終精礦.工藝流程試驗結(jié)果見表5.

圖3 一粗一掃作業(yè)試驗工藝流程圖

表5一粗一掃作業(yè)工藝流程試驗結(jié)果

Table 5 Results of one rough and one scavenge test

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/％品位/％P2O5MgOSiO2回收率/％硅排出率/％選礦效率E/％精礦88.0230.560.4915.7297.0136.14尾礦11.986.930.5065.372.9963.86原礦100.0027.730.5021.67100.00100.008.99

從表5可以看出：水玻璃、碳酸鈉、L2一起加入磨機中和礦石一起磨礦混勻，通過一次粗選一次掃選作業(yè)，粗選精礦和掃選精礦合并成最終精礦，可以獲得精礦P2O5品位30.56％、產(chǎn)率88.02％、回收率97.01％，且尾礦中P2O5損失較小，尾礦P2O5品位僅為6.93％，尾礦的P2O5損失率2.99％.

3 試驗探討

對于本次試驗的微細(xì)粒磷礦，在較低的浮選濃度下，采用不同的工藝流程，應(yīng)用適宜的礦泥分散劑，得到了不同的選礦指標(biāo).其中以將礦泥分散劑水玻璃、碳酸鈉和L2配伍，添加到棒磨機中與礦石一起磨礦混勻后，進行正浮選一粗一掃浮選工藝的選礦指標(biāo)較優(yōu)，精礦產(chǎn)率、品位、回收率指標(biāo)較好，尾礦P2O5損失較小.

對微細(xì)粒磷礦石的浮選，通常由于“次生礦泥”粒徑小，比表面積大，易于發(fā)生罩蓋現(xiàn)象，常常夾雜于泡沫中上浮，降低精礦質(zhì)量；增加礦漿粘度，使浮選機充氣條件變壞，同時溶解度較大，使礦漿中的“難免離子”增加等[1-2]，所以對浮選產(chǎn)生不利的影響，為了消除或減少微細(xì)粒對浮選的影響，采取了添加適宜的礦泥分散劑、分批分段加藥、較低濃度浮選等措施.本次對礦泥分散劑添加地點的選擇和方式進行了試驗研究，試驗表明礦泥分散劑和礦漿經(jīng)較長時間作用且充分混合能有效提高浮選指標(biāo).

試驗使用的礦泥分散劑L2為一種主要成分為有機低分子乙二醇和丙三醇組成的混合物，在微細(xì)粒磷礦石的浮選中能優(yōu)先吸附石英、硅酸鹽脈石礦物，使之表面親水，而抑制石英、硅酸鹽脈石礦物[3].當(dāng)水玻璃、碳酸鈉與L2這三種都具有礦泥分散效果的藥劑同時使用時，這種抑制效果就更加明顯，且碳酸鈉的使用能加快浮選速度，降低礦漿中的“難免離子”對浮選過程的影響[4-5]，選擇性加強，使得精礦產(chǎn)率、P2O5品位較高，而尾礦產(chǎn)率、P2O5品位較低.

4 結(jié) 語

a．對于微細(xì)級磷礦的分選主要是加強分散抑制，實驗表明有機低分子乙二醇和丙三醇組成的混合物-礦泥分散劑L2的分散抑制效果較明顯.

b．試驗表明礦泥分散劑添加地點的選擇和方式不同對浮選指標(biāo)有影響，礦泥分散劑和礦漿有較長時間作用且充分的混合能提高浮選指標(biāo).

c．礦泥分散劑水玻璃、碳酸鈉和L2配伍，添加到棒磨機中，通過一次粗選一次掃選作業(yè)，粗選精礦和掃選精礦合并成最終精礦，可以獲得精礦P2O5品位30.56％、產(chǎn)率88.02％、回收率97.01％，且尾礦中P2O5損失較小，尾礦P2O5品位僅為6.93％，尾礦的P2O5損失率2.99％.

參考文獻：

[1]胡為柏.浮選[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1982：210-212.

[2]劉安，劉麗芬，羅惠華，等.安徽宿松磷礦低溫浮選研究[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報，2011，33(3)：26-28.

[3]朱玉霜,朱建光.浮選藥劑的化學(xué)原理[M].長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1996：257-260.

[4]楊穩(wěn)權(quán).碳酸鈉在云南膠磷礦正浮選中的作用探索[J].化工礦物與加工，2008(8)：1-3.

[5]陳云峰，黃齊茂，潘志權(quán).磷礦浮選劑的研究進展[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報，2011，33(2)：76-80.