孫文瀚 劉志紅

(1.廣西大學(xué)資源與冶金學(xué)院；2.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院)

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貴州某磷礦浮選試驗(yàn)

孫文瀚1劉志紅2

(1.廣西大學(xué)資源與冶金學(xué)院；2.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院)

貴州某磷礦為對礦石中的磷進(jìn)行有效富集，采用1粗1掃2精的單一反浮選流程對原礦磷品位為23.5%的磷礦石進(jìn)行試驗(yàn)室選礦試驗(yàn)，在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.87%、工業(yè)酸水做pH值調(diào)整劑、調(diào)節(jié)pH值至4、捕收劑油酸鈉用量為200 g/t的條件下，獲得了磷精礦P2O5含量為34.63%、回收率為93.96%的試驗(yàn)指標(biāo)。該結(jié)果為貴州地區(qū)磷礦資源的有效利用提供了參考依據(jù)。

磷塊巖 反浮選 油酸鈉

磷礦資源在世界分布廣泛，我國磷礦資源主要分布于全國27個省，截止2008年底，查明資源儲量177.62億t。磷礦在工業(yè)上的應(yīng)用已有100多年的歷史，可用于醫(yī)藥、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、國防等工業(yè)部門，主要用于生產(chǎn)磷肥，其次可制成純磷及化工原料。我國磷礦資源儲量較大但品位低，多數(shù)需要通過選礦手段進(jìn)行富集[1]。中國的磷礦有巖漿巖型磷灰石、沉積巖型磷塊巖、沉積變質(zhì)巖型磷灰?guī)r三大類型。礦床的工業(yè)類型分為磷灰石和磷塊巖[2-3]，其中沉積磷塊巖礦床規(guī)模大、含礦帶長，同時富礦少、貧礦多，且多數(shù)為難選礦[4]。

一般為降低生產(chǎn)成本，獲得合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，先對磷礦進(jìn)行選礦富集，用富集后的含磷精礦制作磷肥或化工材料等。選別磷礦石常用的選礦方法有正浮選法、反浮選法、反-正浮選、光電選礦法、重介質(zhì)選礦法、靜電選礦法和磁選法。貴州某磷礦石為磷塊巖型磷礦石，礦物組成簡單，目的成分P2O5含量較高。為此，試驗(yàn)采用單一反浮選法對該磷礦石進(jìn)行選礦處理，使其磷資源有效富集，達(dá)到可利用的標(biāo)準(zhǔn)[5-6]。

1 原礦性質(zhì)

礦石類型為鈣質(zhì)磷礦石，主要礦物組成為碳酸鹽類礦物，脈石礦物包含白云石、方解石，同時含有少量石英等礦物。原礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 原礦主要化學(xué)元素分析結(jié)果 %

元素P2O5SiO2CaOFTFeAl2O3MgOCl含量24．4511．7039．862．230．590．206．420．02

2 浮選試驗(yàn)研究

試驗(yàn)采用單一反浮選流程，試驗(yàn)在XFDⅢ型1 L單槽浮選機(jī)中進(jìn)行，主軸轉(zhuǎn)速為1 860 r/min，每次取樣166 g，在室溫下對礦樣進(jìn)行分選提純，分別進(jìn)行磨礦細(xì)度、調(diào)整劑用量、捕收劑用量等條件試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1。

圖1 單一反浮選試驗(yàn)流程

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

適宜的磨礦細(xì)度可使目的礦物與脈石礦物有效的解離，有利于浮選。為考查磨礦細(xì)度對分選過程的影響，采用1段反浮選進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，調(diào)節(jié)pH值至5.5，捕收劑油酸鈉用量為200 g/t，浮選時間為4 min，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦P2O5品位及回收率均呈現(xiàn)先增后減的趨勢，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 79.07%時，精礦P2O5品位最高，而精礦回收率在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.87%時最高，綜合考慮各指標(biāo)，選定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.87%。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.2 pH值調(diào)整劑種類試驗(yàn)

pH值調(diào)整劑可用來調(diào)節(jié)礦漿的酸堿度，用以控制礦物的表面特性、礦漿化學(xué)組成及其他各藥劑的作用條件，從而改善浮選的效果。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.87%、pH值約為5、捕收劑油酸鈉用量為200 g/t、浮選時間為4 min的條件下進(jìn)行pH值調(diào)整劑種類試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 pH值調(diào)整劑種類試驗(yàn)結(jié)果 %

由表2可知，當(dāng)使用不同pH值調(diào)整劑統(tǒng)一調(diào)節(jié)pH值至5時，使用工業(yè)酸水獲得的精礦P2O5品位與回收率均為最高，且工業(yè)酸水來源廣、成本低，所以選定工業(yè)酸水作為試驗(yàn)的pH值調(diào)整劑[7-8]。

2.3 pH值試驗(yàn)

pH值對礦物的表面電性、礦物可浮性及捕收劑在礦漿中的存在狀態(tài)均有影響，因此要合理控制礦漿的pH值。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.87%、捕收劑油酸鈉用量為100 g/t、浮選時間為4 min、工業(yè)酸水做pH值調(diào)整劑的條件下進(jìn)行pH值試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 浮選pH值試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可見，隨著pH值增加，精礦P2O5品位呈現(xiàn)先增后減的趨勢，當(dāng)調(diào)節(jié)pH值至4時，精礦P2O5品位最高，而精礦回收率在調(diào)節(jié)pH值為3時最高；當(dāng)pH值較低時，酸用量大，且對設(shè)備有腐蝕作用；綜合考慮各因素，適宜的pH值為4。

2.4 捕收劑種類試驗(yàn)

捕收劑是改變礦物表面疏水性，使浮游的礦粒黏附于氣泡而上浮的浮選藥劑，且藥劑的種類對浮選的影響至關(guān)重要。試驗(yàn)在不改變試驗(yàn)條件的情況下，使用捕收劑油酸鈉(A)、氧化石臘皂(B)、十二烷基磺酸鈉(C)和氧化石臘皂與塔爾油3∶1混合(D)在捕收劑用量均為200 g/t的條件下進(jìn)行捕收劑種類試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果 %

由表3可知，當(dāng)使用油酸鈉時，精礦P2O5品位最高；當(dāng)使用氧化石臘皂時，P2O5回收率最高；綜合考慮各指標(biāo)，采用油酸鈉作為試驗(yàn)的捕收劑。

2.5 捕收劑用量試驗(yàn)

試驗(yàn)在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.87%、浮選時間為4 min的條件下考查油酸鈉用量對該磷礦石浮選效果的影響，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 浮選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可見，隨著油酸鈉用量的增加，粗精礦P2O5回收率降低，精礦P2O5品位先升高后降低；綜合各項(xiàng)指標(biāo)，確定最佳的油酸鈉用量為200 g/t。

2.6 開路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了綜合開路試驗(yàn)，試驗(yàn)采用1粗1掃2精的試驗(yàn)流程，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知，采用反浮選流程經(jīng)1粗1掃2精，可獲得磷精礦P2O5品位為 35.56%、回收率為89.31%，尾礦P2O5品位為3.37%、回收率為3.35%的開路試驗(yàn)指標(biāo)；綜合試驗(yàn)結(jié)果表明，所采用的流程及工藝條件較為適宜。

表4 反浮選開路試驗(yàn)結(jié)果 %

2.7 閉路試驗(yàn)

在綜合開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用1粗1掃2精的選別流程進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程及條件見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖5 反浮選閉路試驗(yàn)流程

表5 反浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表5可知，采用1粗1掃2精的反浮選閉路試驗(yàn)流程，可獲得精礦P2O5品位為34.63%，尾礦P2O5品位為3.91%，精礦產(chǎn)率為63.72%，精礦回收率為93.96%的較好浮選指標(biāo)。

3 結(jié) 語

(1)貴州某磷礦石磷含量較高，磷礦物解離較為容易，具有較高的利用價值。

(2)對該磷礦采用控制單因素條件試驗(yàn)，確定了最佳試驗(yàn)條件，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.87%、使用工業(yè)酸水為pH值調(diào)整劑、調(diào)節(jié)pH值至4、使用200 g/t油酸鈉作捕收劑時，可獲得精礦P2O5品位為34.63%、回收率為93.96%、產(chǎn)率為63.72%，尾礦P2O5品位為3.91%、回收率為6.04%、產(chǎn)率為36.28%的較好指標(biāo)。

[1] 劉樹臣.中國礦產(chǎn)資源年報(bào)[R].北京:北京國土資源部，2008.

[2] 中國國土資源部信息中心.世界礦產(chǎn)資源年評[M].北京:地質(zhì)出版社，2009.

[3] 肖建華，郁鐘銘.低品位磷礦的選礦方法[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2009，29(12):41-42.

[4] 溫 婧.中國磷礦資源類型和潛力分析[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2011.

[5] 羅廉明，劉 鑫，胡立嵩.反浮選脈石礦物工藝在磷礦浮選中的應(yīng)用[J].國外金屬礦選礦，2006(11):25-27.

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[7] 李會勇，解 田，姜小明.酸性廢水在磷礦浮選中抑制作用的研究[J].化工礦物與加工，2015(7):1-2，6.

[8] 周杰強(qiáng).低品位膠磷礦浮選試驗(yàn)研究[D].廣西：廣西大學(xué)，2007.

2016-09-22)

孫文瀚(1994—)，男，碩士研究生，530004 廣西壯族自治區(qū)南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)大學(xué)東路100號。