楊舒然

(云南國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院，昆明650217)

磷礦在生產(chǎn)磷精礦時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的尾礦。這些尾礦屬于工業(yè)固體廢棄物中的礦業(yè)固體廢棄物［1］。目前，這部分尾礦作為廢棄物丟棄或存放于尾礦庫存，綜合利用率僅為7%左右［2］，大量的尾礦只能長(zhǎng)期堆放在尾礦庫中。有些地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山選廠甚至直接將尾礦排放到自然場(chǎng)地之中，這會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。即使尾礦排放到尾礦庫中，也會(huì)對(duì)礦區(qū)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。目前，我國(guó)因尾礦造成的污染面積達(dá)百萬畝以上，間接污染土地面積則有1000多萬畝［3］。

云南的磷礦浮選規(guī)模達(dá)千萬t，每年將產(chǎn)生近400萬t的磷礦浮選尾礦，此浮選尾礦中的 w(P2O5)基本都在8%以上。在資源日漸減少的今天，浮選磷礦的尾礦作為二次資源，備受世人關(guān)注。因此，合理開發(fā)利用浮選磷礦的尾礦不僅能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且有重大的社會(huì)意義。

1 工藝礦物學(xué)研究

1.1 浮選尾礦的組成

浮選尾礦的化學(xué)元素組成和礦物成分構(gòu)成經(jīng)MLA檢測(cè)，結(jié)果見表1和表2。

表1 浮選尾礦多元素分析結(jié)果Tab.1 Multi－element analysis of flotation tailings

表2 浮選尾礦礦物含量Tab.2 Mineral content of flotation tailings

由表1和表2看出，在浮選尾礦中氟磷灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占到4.86%，相對(duì)原礦的51.54%，下降了46.68個(gè)百分點(diǎn)，可見，只有少數(shù)的氟磷灰石進(jìn)入浮選尾礦中;浮選尾礦中幾種主要的脈石礦物相對(duì)原礦均有明顯富集:石英從原礦中的30.48%提高到57.98%，正長(zhǎng)石由原礦的1.02%提高到3.51%。

在浮選尾礦中，另一種含P顆粒—風(fēng)化膠磷礦，也出現(xiàn)了富集的現(xiàn)象:質(zhì)量分?jǐn)?shù)從原礦的13.67%提升到30.72%。通過相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)風(fēng)化膠磷礦都進(jìn)到了浮選尾礦中。造成這種現(xiàn)象的主要原因有兩點(diǎn):①風(fēng)化膠磷礦是氟磷灰石、石英、正長(zhǎng)石微細(xì)顆粒重新膠結(jié)形成的集合體，可浮性弱;②風(fēng)化膠磷礦的粒度較大，原礦中超過15%的風(fēng)化膠磷礦顆粒粒度超過80μm。而越大的顆粒受到重力影響越明顯，越不易被浮起，這也使得顆粒較大的風(fēng)化膠磷礦更易于被抑制在浮選槽底部，從而進(jìn)入浮選尾礦中。

1.2 浮選尾礦的礦物特征

1.2.1 氟磷灰石

浮選尾礦中的氟磷灰石解離情況較好，單體顆粒約有40%，總體解離度為85.86%;氟磷灰石粒度從3～130 μm均有分布，20 μm 以下的細(xì)小顆粒占到總含量的28%。在20～80 μm區(qū)間范圍內(nèi)，各個(gè)粒度范圍內(nèi)的氟磷灰石含量對(duì)比原礦均有所降低。小于0.037 4 mm(400目)通過率為42%，比原礦的低5%;而小于0.075 0 mm(200目)通過率為81%，比原礦的低6%;粒度超過80 μm以后，氟磷灰石含量在該粒度區(qū)間內(nèi)的分布略高于原礦:這些數(shù)據(jù)都從側(cè)面證明了20～80 μm是氟磷灰石浮選的最合理粒度空間。

1.2.2 脈石礦物

尾礦中含量變化比較明顯的脈石礦物為石英、正長(zhǎng)石、風(fēng)化膠磷礦，他們?cè)谖驳V之中的含量均有明顯的富集。這些脈石礦物不僅含量發(fā)生富集，解離度情況對(duì)比原礦也有所變化:石英的總體解離度為96.49%，對(duì)比原礦的74.84%，提高了21.65個(gè)百分點(diǎn);風(fēng)化膠磷礦的解離度為90.20%，對(duì)比原礦提高了32.40個(gè)百分點(diǎn);正長(zhǎng)石解離度為89.05%，對(duì)比原礦升高28.69個(gè)百分點(diǎn)。

脈石礦物的各個(gè)粒度級(jí)別通過率對(duì)比原礦均有明顯降低，尾礦顆粒相對(duì)原礦粒度較大，這主要是:顆粒越大，受到重力的影響越明顯，越容易被抑制進(jìn)入尾礦。在浮選尾礦中，風(fēng)化膠磷礦顆粒最大，小于0.150 mm(100目)的通過率僅有56%。可見，大顆粒的風(fēng)化膠磷礦幾乎都被抑制進(jìn)入尾礦。石英和氟磷灰石粒度相對(duì)接近。

正浮選尾礦性質(zhì)表明，膠磷礦為選礦所捕收的主要礦物，它是磷灰石呈超顯微粒的微晶集合體與極細(xì)微脈石礦物的混合物。磷礦中硅含量較高，該尾礦在選擇浮選工藝時(shí)，主要考慮脫除硅。本次試驗(yàn)主要考慮正浮選脫硅，因此，選擇正浮選脫硅工藝流程作為該礦浮選開發(fā)的原則流程。

2 選礦試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)流程

浮選尾礦中、細(xì)粒級(jí)含量較高，為了防止過磨，同時(shí)減少進(jìn)入再磨作業(yè)的處理量，對(duì)浮選尾礦進(jìn)行了預(yù)先分級(jí)，分級(jí)粒度為小于0.037 4 mm(400目)的占80%。對(duì)分級(jí)溢流進(jìn)行一粗一精正浮選脫硅試驗(yàn)，其流程如圖1所示。

圖1 浮選尾礦脫硅工藝流程Fig.1 Desilication process of flotation tailings

2.2 藥劑制度試驗(yàn)

WS－2是硅酸鹽礦物的重要改性抑制劑，具有很好的抑制效果;WF－3是膠磷礦浮選常溫捕收劑，不僅捕收性能和選擇性能好，而且價(jià)格還相對(duì)低廉。

2.2.1 抑制劑用量試驗(yàn)

在捕收劑用量為300 g/t的條件下，按圖1所示浮選流程進(jìn)行抑制劑用量試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 抑制劑用量試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Test results of inhibitor dosage

從表3看出，隨著抑制劑用量的增加，精礦中磷受到的抑制作用越來越強(qiáng)，精礦品位逐漸增加后降低，精礦的回收率先增加后降低。綜合考慮磷礦品位和回收率及降低藥劑用量，確定抑制劑用量為2.0 kg/t。

2.2.2 捕收劑用量試驗(yàn)

浮選尾礦脫硅流程的捕收劑為常溫捕收劑WF－3，在抑制劑用量為2.0kg/t的條件下，按圖1所示浮選流程進(jìn)行捕收劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Test results of collector dosage

從表4看出，隨著捕收劑用量的增加，精礦品位逐漸減少，回收率則先增大后減少。綜合考慮磷礦品位和回收率，確定捕收劑用量為300 g/t。

最后，通過試驗(yàn)，獲得的磷精礦品位為26.96%，回收率為65.79%，尾礦磷品位為4.72%。

3 結(jié)論

1)在入選P2O5品位為10.33%的條件下，經(jīng)預(yù)先分級(jí)磨礦后的分級(jí)溢流進(jìn)行一粗一精正浮選脫硅流程試驗(yàn)，可以獲得精礦品位26.96%，回收率65.79%的良好指標(biāo);

2)浮選尾礦脫硅流程的捕收劑WF－3為常溫捕收劑，有很好的選擇性和捕收性能。

［1］任清宇，姚金蕊.中國(guó)磷礦資源的特點(diǎn)與開發(fā)策略［J］.礦業(yè)快報(bào)，2006(2):1－4.

［2］向鵬成，謝英亮.礦山低品位礦利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析［J］.中國(guó)資源綜合利用，2001(12):14－17.

［3］謝英亮，向鵬成.淺談礦山低品位礦利用問題［J］.中國(guó)資源綜合利用，2001(5):26－28.