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        磷礦浮選工藝流程工業(yè)化改造及生產(chǎn)實踐

        2020-05-21 02:37:30符敬杰楊紅麗何新建
        磷肥與復(fù)肥 2020年3期
        關(guān)鍵詞:工藝流程工藝作業(yè)

        符敬杰, 楊紅麗,何新建

        (湖北大峪口化工有限責(zé)任公司,湖北 鐘祥 431910)

        磷酸鹽礦物是一種微溶性鹽類礦物。磷礦石的組成除磷礦物外,其脈石礦物一般是石英、玉髓、云母、黏土類的硅酸鹽礦物和方解石、白云石類的碳酸鹽類礦物。

        中低品位的磷礦石中脈石礦物含量普遍較高,且磷礦物和脈石礦物緊密共生,礦物嵌布粒度細(xì),浮選是常用的分選方法[1]。磷礦物的浮選包括直接正浮選、單一反浮選、正-反浮選、反-正浮選、雙反浮選等[2-3]。在實現(xiàn)白云石與磷礦物的浮選分離來降低磷精礦氧化鎂的含量中,現(xiàn)在采用的流程多是抑制磷礦物反浮選白云石[4-6]。生產(chǎn)實踐中依據(jù)礦石性質(zhì)的差異選擇不同的浮選工藝,要求在滿足生產(chǎn)指標(biāo)的情況下盡可能提高精礦磷的回收率,降低選礦生產(chǎn)成本。

        1 浮選工藝流程改造的必要性

        正-反浮選工藝主要用于選別低品位膠磷礦(原礦品位w(P2O5)為17%~18%)。由于礦源性質(zhì)發(fā)生變化,新供礦源原礦品位w(P2O5)為22%~23%,采用正-反浮選工藝選礦,磷精礦漿綜合成本較高。在滿足磷精礦指標(biāo)的前提下有必要開發(fā)出針對該礦石特性的浮選工藝流程,提高磷精礦回收率,降低磷精礦漿成本。

        通過實驗室實驗和半工業(yè)化試驗,確定采用單一反浮選工藝流程可行,因此計劃將工業(yè)化裝置由正-反浮選工藝改造成單一反浮選工藝。

        2 浮選工藝流程工業(yè)化改造

        2.1 正-反浮選工藝流程

        原正-反浮選工藝流程(見圖1)介紹:磷礦漿由渣漿泵輸送至1#攪拌桶,添加適量的Na2CO3、Na2SiO3、DYK和蒸汽后,再流至2#攪拌桶,攪拌均勻后流至粗選第一槽前間隔箱中,并在此添加C1,由粗選吸漿式浮選機吸入粗選槽(F92101 到F92109)內(nèi)進行攪拌和充氣;刮出的粗精礦泡沫產(chǎn)品添加Na2CO3、Na2SiO3、DYK 后進入精選浮選槽(F92110到F92117)。粗選尾礦自流到尾礦池。精選刮出的泡沫產(chǎn)品加入JVC 和DPS 后進入反粗選(F92121 到F92124)作業(yè)。精選尾礦送到掃選槽,添加Na2CO3、C1進行掃選(F92118到F92120),刮出的精礦泡沫產(chǎn)品進入到粗選槽,尾礦自流到尾礦池。反粗選作業(yè)刮出的泡沫產(chǎn)品進入反掃選作業(yè)(F92125 到F92127),精礦自流到精礦漿槽,再由砂漿泵輸送至濃密機沉降濃縮。反掃選作業(yè)刮出的尾礦泡沫自流到尾礦池,中礦返回到反粗選作業(yè)。

        圖1 正-反浮選工藝流程

        2.2 浮選工藝流程工業(yè)化改造方案

        2.2.1 藥劑系統(tǒng)

        從藥劑高位槽鋪設(shè)一條DN25的JVC管線至粗選第一槽前間隔箱和第六槽前間隔箱,作為加藥點,并安裝相應(yīng)流量計和控制閥;從硫酸罐鋪設(shè)DN25 的硫酸管線分別至粗選第一槽、第二槽、第六槽和精選第一槽內(nèi),作為加藥點,并安裝相應(yīng)流量計和控制閥。

        2.2.2 浮選設(shè)備

        將F92112和F92117由KYF-16L充氣式浮選機改造為XCF-16L 吸漿式浮選機;鋪設(shè)一條吸漿管線連接粗選泡沫槽與F92112 XCF-16L 吸漿式浮選機。

        2.2.3 礦漿流向

        精礦流向:通過加裝盲板將原粗選槽內(nèi)礦漿由流向尾礦漿槽引導(dǎo)流向精礦漿槽。

        尾礦流向:將原精選泡沫槽內(nèi)流向F92121 的管線加裝盲板盲死;引導(dǎo)原精選泡沫槽內(nèi)礦漿流向F92117,將原通過長軸泵泵送至反粗選作業(yè)改造為從粗砂孔將礦漿泵送至尾礦漿槽。

        中礦流向:將原精選作業(yè)中礦由泵送至再選作業(yè)改造為泵送至V92102粗選礦漿槽。

        2.3 單一反浮選工藝流程

        礦漿由渣漿泵從室外礦漿儲槽輸送至1#攪拌桶,再流至2#攪拌桶,攪拌均勻后流至反粗選作業(yè)第一槽前間隔箱中,在此添加JVC。礦漿由第一槽吸漿式浮選機吸入到反浮選粗選作業(yè),反粗選作業(yè)共有9個浮選槽,在第一、二、六浮選槽中分別添加H2SO4。為保證精礦產(chǎn)品質(zhì)量,在粗選第六槽前間隔箱處補加少量JVC,以保證藥劑效果持續(xù)性。反粗選槽內(nèi)礦漿作為最終精礦產(chǎn)品自流至精礦漿槽,再由礦漿泵輸送至濃密機沉降濃縮。泡沫產(chǎn)品由吸漿式浮選機吸入反浮選掃選作業(yè),掃選作業(yè)共有7個浮選槽。掃選槽內(nèi)礦漿由液下渣漿泵輸送至2#攪拌桶中,作為返回中礦。掃選尾礦經(jīng)一臺吸漿式浮選機消泡后泵送至尾礦漿槽,再由立式砂漿泵輸送至尾礦庫。

        3 浮選工藝流程改造后的生產(chǎn)實踐

        在單一反浮選工業(yè)化生產(chǎn)穩(wěn)定運行后,進行了72 h流程樣取樣分析。每小時取一次原礦樣、精礦樣(反浮選粗選精礦)、尾礦樣,分別合并為72 h的樣品,經(jīng)稱量、烘干、縮分、制樣后分析。浮選藥劑、用水,原礦指標(biāo),流程樣數(shù)據(jù)及產(chǎn)品分析結(jié)果分別見表1至表4。

        表1 浮選藥劑及用水

        表2 入選原礦漿濃細(xì)度及處理量統(tǒng)計

        表3 72 h流程樣數(shù)據(jù)匯總 %

        表4 產(chǎn)品多元素化學(xué)分析結(jié)果 %

        根據(jù)72 h試驗結(jié)果,計算各產(chǎn)品的產(chǎn)率及回收率,并繪制浮選工藝礦漿數(shù)質(zhì)量流程(見圖2)。

        圖2 單一反浮選數(shù)質(zhì)量流程

        數(shù)據(jù)表明:流程改造后的工業(yè)化生產(chǎn)中,在原礦w(P2O5)22.14%、w(MgO)4.18%、礦漿細(xì)度≤0.074 mm 顆粒占比81.25%、礦漿濃度30.06%的條件下,通過“一次粗選、一次掃選”單一反浮選工藝流程可獲得磷精礦w(P2O5)28.48%、w(MgO)0.99%、P2O5回收率86.05%的選礦指標(biāo),滿足下游工序?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的要求。

        4 經(jīng)濟效益

        采用單一反浮選工藝工業(yè)化試驗各項技術(shù)指標(biāo)與正-反浮選工藝對比(見表5),分析單一反浮選所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。

        表5 正-反浮選與單一反浮選成本差異對比

        與正-反浮選工藝相比,單一反浮選工藝具有以下優(yōu)點:常溫浮選,無需對礦漿進行加熱;流程簡單,浮選藥劑種類較少;精礦產(chǎn)率、回收率較高。藥劑綜合成本由79.44元/t降至32.42元/t,精礦產(chǎn)量由26.92萬t/a增至29.35萬t/a(年處理原礦量按45.9萬t計)。每年可節(jié)約藥劑成本1 186.9萬元,精礦產(chǎn)量增加效益1 093.5萬元(精礦價格以450元/t計),合計降本增效2 280.4萬元。

        5 結(jié)論

        在實驗室和半工業(yè)化試驗的基礎(chǔ)上,通過改造浮選設(shè)備、藥劑系統(tǒng)、礦漿流向,完成了由正-反浮選工藝流程到單一反浮選流程的切換。

        通過生產(chǎn)實踐得出:在給礦量58.61 t/h、礦漿細(xì)度≤0.074 mm 的顆粒占比81.25%、礦漿濃度30.06%的條件下,采用單一反浮選工藝,磷精礦w(P2O5)可由22.24%提高到28.48%,w(MgO) 由4.18%降到0.99%,P2O5回收率86.05%。

        新礦源采用單一反浮選工藝與正-反浮選工藝相比:精礦產(chǎn)率由54.77%提高到67.35%,P2O5回收率由79.13%提高到86.05%;精礦(w(P2O5)30%)藥劑綜合成本由79.44 元/t 降低到32.42 元/t;精礦產(chǎn)量由26.92 萬t/a 提高到29.35 萬t/a;年節(jié)約藥劑成本約1 186.9 萬元,增加精礦產(chǎn)量效益約1 093.5 萬元,合計降本增效約2 280.4萬元。

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