提高磷矿品位的单一反浮选试验

叶 林，姜振胜，余 俊，安 平，周晶晶

(湖北大峪口化工有限责任公司，湖北 钟祥 431910)

0 引 言

我国磷矿资源丰而不富，大多数均属难选低品位胶磷矿.关于胶磷矿的浮选已有很多文献报道[1-5].本研究以贵州某磷矿为试验矿样，矿样中P2O5含量为26.43%、 MgO含量为3.82%，采用一次粗选、一次扫选工艺流程，分别以H2SO4和H3PO4为浮选抑制剂，Yj-1作为浮选捕收剂进行浮选试验研究，得到了较好的浮选指标.

1 矿石性质

矿样为贵州某磷矿，根据化学多元素分析，矿石中的有用矿物为磷灰石，主要脉石矿物为SiO2、白云石和方解石等，矿石主要化学成分分析结果见表1.

表1 试验矿石主要化学组成Table 1 Chemical multi-analysis results of ore

*部分微量元素未检测出，故总量为98.79%，未达到100%.

2 试验设备和药剂

2.1 实验设备

试验所用设备及型号见表2所示.

表2 实验室所用主要设备Table 2 Main apparatus used in experiments

2.2 试验药剂

试验所用化学药剂为：H2SO4，工业品(98%)；H3PO4，工业品(85%)；捕收剂Yj-1，工业品(2.5%).

3 试验方法

针对此次试验矿样性质，试验采取单一反浮选工艺，工艺流程见图1.

图1 单一反浮选工艺流程图Fig.1 Flowsheet of single anti-flotation

4 磨矿细度与磨矿时间的关系

磨矿细度的确定是选矿研究中必须考虑的关键因素.因为矿样如果没有充分研磨到单体解离就很难达到合同规定的选矿指标，但如果过磨不仅造成能耗大、选矿成本高，而且还可能导致矿浆的泥化，造成有用矿物的过粉碎，这将会大大影响选矿药剂的作用效果以至引起选矿指标的下降.因此，确定最佳磨矿细度对于试验指标有较大影响.本试验采用棒磨机作为磨矿设备，确定磨矿浓度为66.7%.综合考虑磨矿试验中的各项浮选指标，最后确定-0.074 mm含量为70.2%.磨矿细度试验结果见图2.

图2 磨矿细度试验Fig.2 Conditions of grinding fineness test

5 药剂条件试验

此次浮选试验采用单因素药剂条件试验，试验工艺流程见图3所示.

图3 药剂条件试验流程图Fig.3 Flowsheet of process condition test

5.1 H2SO4用量试验

试验条件： Yj-1 0.833 kg/t；浮选机转速为1 825 r/min；充气全开.随着硫酸用量的增加，精矿P2O5品位先升高后降低，回收率也显现出先升高后降低的趋势.其原因是随着硫酸用量的增加，矿浆的pH值逐步趋近于最优条件.综合考虑精矿P2O5含量、精矿MgO含量和回收率之间关系，选取硫酸用量为17.93 kg/t.试验结果如图4、图5.

图4 硫酸用量对MgO含量的影响Fig.4 Effects of H2SO4 dosage on content of MgO

图5 硫酸用量对精矿品位及回收率的影响Fig.5 Effects of H2SO4 dosage on grade of concentrate and recovery

由图5可知，随着H2SO4用量的增加，精矿P2O5品位上升幅度先增大后减小，这表明加入适量H2SO4有增强浮选分离效果的作用.综合考虑精矿P2O5品位、MgO含量与回收率，选取H2SO4用量为17.93 kg/t.

5.2 H3PO4用量试验

试验条件与硫酸一致.试验结果如图6、图7所示.

图6 磷酸用量与对精矿品位及回收率的影响Fig.6 Effects of H3PO4 dosage on grade of concentrate and recovery

由图6可知，随着H3PO4用量的增加，精矿P2O5品位上升幅度先增大后减小，精矿P2O5回收率都能达到91%以上，这表明H3PO4作为磷矿抑制剂具有较好的效果.

图7 磷酸用量对MgO含量的影响Fig.7 Effects of H3PO4 dosage on content of MgO

6 闭路试验

确定返回中矿在浮选过程中的影响、确定最终浮选条件，需要进行闭路试验.在不连续的装置上模仿连续生产过程，完成闭路试验，即试验过程中将每组试验产生的中矿加到下一组试验的相应点.因为硫酸和磷酸在条件试验中作为抑制剂时都能得出较好的浮选指标，所以两种抑制剂都做闭路试验进行最终的比较.根据药剂条件试验，分别对两种抑制剂进行闭路试验.试验工艺流程见图8、图9，试验结果见表3、表4.

6.1 硫酸闭路试验

图8 H2SO4闭路试验流程图Fig.8 Flowsheet of closed-circuit test of H2SO4

中矿返回过程中加了大量的清水，导致扫选作业pH值上升，试验中扫选作业分选效果不佳，最终导致尾矿偏高.故在扫选作业中加入2.4 kg/t H2SO4调节pH值.

表3 闭路试验结果Table 3 Results of closed-circuit test

从表3结果得出，使用硫酸作为抑制剂时，当浮选流程处于平衡状态时，精矿平均品位为31.69%，MgO含量平均为0.89%，回收率平均为96.95%，浮选指标满足试验要求.

6.2 磷酸闭路

图9 H3PO4闭路试验流程图Fig.9 Flowsheet of closed-circuit test of H3PO4

考虑到扫选过程中加入了大量的清水，故在扫选中加入0.47 kg/t H3PO4调节pH值.闭路试验结果见表4.

从表4结果得出，使用磷酸作为抑制剂时，当浮选流程处于平衡状态时，精矿平均品位为31.63%，MgO含量平均为0.98%，回收率平均为97.01%，浮选指标满足试验要求.

表4 闭路试验结果Table 4 The results of closed-circuit test

7 结 语

a. 经试验矿样分析可知，所取矿样P2O5品位为26.43%，有害杂质MgO含量3.82%，-0.074 mm含量为70.2%时，矿石单体解离最优.

b. 试验采用的单一反浮选工艺可以将原矿中的氧化镁从3.82% 降低到0.98%， 而且浮选在常温下进行不需要加温, 可以有效降低成本.

c. 使用硫酸和磷酸作为抑制剂时精矿指标都较好，指标相差不大，由于磷酸价格较高，建议选择硫酸做为抑制剂.

d. 最终精矿指标：使用单一反浮选工艺，精矿中P2O531.69%，MgO 0.89%, 回收率96.95%，表明浮选指标较好.

参考文献：

[1] 郑其.胶磷矿的反浮选[J].中国矿业, 1998(2):59-62.

[2] 罗惠华.抑制剂W98在瓮福磷矿反浮选中的选矿研究[J].武汉化工学院学报，2002(12): 49-52.

[3] 姜小明，杨远敏，曾理.沙特某硅钙质磷矿不脱泥直接浮选的试验研究[J].化工矿物与加工，2011,40(10)：11-15.

[4] 苏迪，解田，邱树毅.某硅钙质胶磷矿双反浮选工艺的研究[J].化工矿物与加工，2009(10)：4-5.

[5] 孙洪丽，岳辉，刘全军.磷矿脱镁降硅进展及趋势[J].矿业工程，2006(4)：24-26.