李守榮，李 豐

(中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 連云港 222004)

0 引言

國(guó)外某磷礦屬于低品位硅鈣質(zhì)風(fēng)化磷礦，組成礦石的礦物成分較簡(jiǎn)單[1-4]，主要有磷礦物、碳酸鹽礦物和硅質(zhì)礦物。其中：磷礦物主要有細(xì)晶磷灰石顆粒、磷酸鹽碎屑，約占礦物總量的45%；碳酸鹽礦物主要為方解石和白云石，約占礦物總量的25%；硅質(zhì)礦物主要為石英、非晶質(zhì)二氧化硅、黏土礦物、海綠石和長(zhǎng)石，約占礦物總量的20%。此種礦物組成說明，要想獲得較高品位的磷精礦[5-7]，不僅需要排除大部分碳酸鹽礦物，而且需要降低最終磷精礦中的硅質(zhì)礦物含量[8-12]。對(duì)此類礦石目前國(guó)內(nèi)外大多采用浮選法進(jìn)行選別，常用的浮選工藝有正反浮選、反正浮選、雙反浮選和直接浮選[13-15]。

據(jù)資料介紹，國(guó)外某工程公司實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)采用的是脫泥、碳酸鹽反浮選和磷酸鹽正浮選工藝，即反正浮選工藝，從原礦P2O5品位為13.9%、 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.3%，分選得到了P2O5品位為29.8%、P2O5回收率為55.8%的磷精礦指標(biāo)。因此，本研究探索試驗(yàn)也將采用反正浮選工藝，參照該公司的試驗(yàn)條件，采用我公司開發(fā)的選礦藥劑，期望取得更好的選礦指標(biāo)。

考慮到該磷礦屬于風(fēng)化礦，礦泥含量極高，探索試驗(yàn)將進(jìn)行脫泥浮選流程、不脫泥浮選流程等工藝流程試驗(yàn)[16-19]。

1 試驗(yàn)礦樣與藥劑、設(shè)備

1.1 試驗(yàn)礦樣

試樣來自國(guó)外某磷礦，為塊礦與粉礦的混合礦，最大塊度為100 mm，礦石較疏松，屬于風(fēng)化礦。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 單位：%

原礦中有用礦物是細(xì)晶磷灰石顆粒和磷酸鹽碎屑，細(xì)晶磷灰石顆粒大小一般在80～120 μm范圍內(nèi)。脈石礦物主要為方解石、白云石、石英、非晶質(zhì)二氧化硅、黏土礦物、海綠石和長(zhǎng)石。

1.2 試驗(yàn)藥劑與設(shè)備

磷酸、碳酸鈉、水玻璃等均為工業(yè)品； S711、2#藥、PA-69、XM-A、XM-B等藥劑均為中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院有限公司研制產(chǎn)品。

試驗(yàn)設(shè)備有XMG-63型三輥四筒磨礦機(jī)、 XFD-63型單槽浮選機(jī)、電子精密天平、真空過濾機(jī)、電熱鼓風(fēng)干燥箱等。

2 試驗(yàn)內(nèi)容

2.1 原礦篩析

為考查原礦粒度特性及P2O5、MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和分布率，對(duì)入磨原礦及磨礦后入選原礦粒度特性進(jìn)行了篩析試驗(yàn)，結(jié)果分別見表2和表3。

表2 入磨原礦粒度特性

表3 入選原礦粒度特性

由表2看出：P2O5主要集中在-0.15+0.038 mm粒級(jí)，分布率占57.58%，該粒級(jí)P2O5品位較高；-0.038 mm粒級(jí)產(chǎn)率較高，說明礦石中礦泥含量較高，脫泥有助于降低礦泥對(duì)浮選的影響，但P2O5在礦泥中損失較大。

由表3看出，P2O5主要集中在+0.038 mm粒級(jí)，分布率占59.54%，該粒級(jí)P2O5品位也較高，這種粒度組成有利于浮選。說明先篩出合格粒級(jí)后再磨有助于減少過磨，保證了適合浮選的最佳粒度組成。

2.2 直接浮選試驗(yàn)

根據(jù)該磷礦的特點(diǎn)，進(jìn)行了不脫泥直接浮選探索試驗(yàn)(見圖1)和脫泥直接浮選探索試驗(yàn)(見圖2)，結(jié)果見表4。

圖1 不脫泥直接浮選試驗(yàn)流程

圖2 脫泥直接浮選試驗(yàn)流程

表4 直接浮選試驗(yàn)結(jié)果 單位：%

由表4看出，不脫泥直接浮選和脫泥直接浮選均難獲得合格精礦。在國(guó)內(nèi)磷礦選礦中，S711是硅鈣質(zhì)脈石礦物的有效抑制劑，但在選別該國(guó)外磷礦時(shí)，S711未能有效地抑制碳酸鹽類脈石礦物，碳酸鹽類礦物和磷礦物一起富集在磷精礦中，磷精礦質(zhì)量很難提高。

2.3 正反浮選試驗(yàn)

正反浮選探索試驗(yàn)也進(jìn)行了不脫泥和脫泥兩種流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程分別見圖3和圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5看出，正反浮選工藝有較好的分選性，特別是脫泥正反浮選能獲得精礦P2O5品位大于30%的較好指標(biāo)，精礦中MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。因此對(duì)于該國(guó)外磷礦，正反浮選工藝是可行的，可以據(jù)此做進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

圖3 不脫泥正反浮選試驗(yàn)流程

圖4 脫泥正反浮選試驗(yàn)流程

表5 正反浮選試驗(yàn)結(jié)果 單位：%

2.4 反正浮選試驗(yàn)

反正浮選探索試驗(yàn)也進(jìn)行了不脫泥和脫泥兩種流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程分別見圖5和圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖5 不脫泥反正浮選試驗(yàn)流程

圖6 脫泥反正浮選試驗(yàn)流程

表6 反正浮選試驗(yàn)結(jié)果 單位：%

由表6看出，對(duì)于該磷礦反正浮選工藝也是可行的，能獲得較好的分選指標(biāo)，特別是脫泥反正浮選流程，開路試驗(yàn)?zāi)塬@得P2O5品位為31.36%的精礦，P2O5回收率為35.89%；如果將精礦和中礦3合并，則P2O5品位為30.64%、P2O5回收率為50.93%，開路試驗(yàn)指標(biāo)已經(jīng)接近國(guó)外該公司實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)指標(biāo)。

2.5 反正浮選藥劑替代試驗(yàn)

與2.3正反浮選試驗(yàn)指標(biāo)相比，反正浮選試驗(yàn)指標(biāo)稍優(yōu)，因此下述試驗(yàn)將針對(duì)反正浮選工藝使用的藥劑做進(jìn)一步探索試驗(yàn)。為了進(jìn)一步改善反正浮選工藝試驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行了XM-A、XM-B替代2#藥試驗(yàn)，藥劑替代試驗(yàn)也進(jìn)行了不脫泥和脫泥兩種流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程分別見圖7和圖8，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖7 不脫泥反正浮選藥劑替代試驗(yàn)流程

圖8 脫泥反正浮選藥劑替代試驗(yàn)流程

表7 反正浮選藥劑替代試驗(yàn)結(jié)果 單位：%

由表7看出：使用XM-A、XM-B替代2#藥后，分選指標(biāo)得到明顯改善，不脫泥反正浮選藥劑替代開路試驗(yàn)?zāi)塬@得P2O5品位為30.13%、P2O5回收率為56.46%的磷精礦指標(biāo)；脫泥反正浮選藥劑替代開路試驗(yàn)獲得的混合磷精礦(精礦+中礦3+中礦2)指標(biāo)為P2O5品位32.03%、P2O5回收率54.03%，并且正浮選段精選次數(shù)可以減少。脫泥和不脫泥開路試驗(yàn)指標(biāo)均已超過國(guó)外該公司實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)指標(biāo)。

3 結(jié)論

a.本試驗(yàn)礦樣的礦物組成較簡(jiǎn)單，主要由磷礦物、碳酸鹽礦物和硅質(zhì)礦物組成，要想獲得較高品位的磷精礦，不僅需要排除大部分碳酸鹽礦物，而且需要降低最終磷精礦中的硅質(zhì)礦物含量。對(duì)這種類型礦石的選別目前國(guó)內(nèi)外大多采用浮選法進(jìn)行富集，常用的浮選工藝有直接浮選、正反浮選和反正浮選。

b.直接浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論采用脫泥直接浮選還是不脫泥直接浮選，都難以獲得合格精礦。在國(guó)內(nèi)磷礦選礦中，S711是硅鈣質(zhì)脈石礦物的有效抑制劑，但在選別該磷礦時(shí)，S711未能有效地抑制碳酸鹽類脈石礦物，碳酸鹽礦物和磷礦物一起在精礦中富集，精礦質(zhì)量很難提高。

c.正反浮選工藝和反正浮選工藝都有較好的分選性，都能獲得合格磷精礦(P2O5品位大于30%、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%)，兩者相比，反正浮選工藝指標(biāo)稍優(yōu)。

d.反正浮選藥劑替代試驗(yàn)結(jié)果表明，使用XM-A、XM-B替代2#藥后，反正浮選工藝的分選指標(biāo)得到明顯改善，脫泥和不脫泥開路試驗(yàn)指標(biāo)均已超過國(guó)外某工程公司實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)指標(biāo)。

e.對(duì)于該磷礦，采用反正浮選工藝雖然分選性較好，能獲得合格精礦，但浮選藥劑用量較大、藥劑成本較高，因此開發(fā)新的浮選藥劑、進(jìn)一步降低選礦成本將是下一步研究工作的重點(diǎn)。