四川某胶磷矿石反—正浮选选磷试验

洪 微 张凌燕 宋昱晗 邱杨率 王 琪

(1.武汉理工大学资源与环境工程学院;2.矿物资源加工与环境湖北省重点实验室)

磷是一种用途广泛的重要化工原料，随着我国国民经济的发展，对磷资源的需求日益扩大。我国磷资源十分丰富，但贫矿多、富矿少，其中中低品位胶磷矿石分布广、储量大，针对这种矿石开展选矿工艺技术研究势在必行［1］。

根据矿石含杂质的不同，磷矿大致可分为钙质、硅质、硅钙质及钙硅质4种类型，杂质不同、选矿方法也各异［2］。本研究针对四川某地胶磷矿石高镁高硅的特点，进行了酸性抑磷反浮镁—碱性抑硅正浮磷工艺技术条件研究。

1 矿石性质

矿石主要化学成分分析［3］结果见表1。

从表1可以看出:矿石中主要化学成分为CaO和P2O5，分别达42.24%、24.43%;SiO2、MgO含量较高，分别达到8.67%和4.86%。因此，该矿石属于高镁硅中低品位磷矿石。

表1 矿石主要化学成分分析结果 %

矿石XRD图谱分析［4］结果表明，矿石中主要有用矿物为磷酸盐矿物，脉石矿物主要为白云石、石英、方解石、黏土矿物等。

采用线测法［5］对矿石中磷酸盐矿物进行了嵌布特征分析，结果见表2。

从表2可以看出，矿石中磷酸盐矿物嵌布粒度较粗，+0.30 mm占50.03%。盐矿物的单体解离度可达90%以上。

表2 磷酸盐矿物的嵌布特征

2 试验结果与讨论

2.1 磨矿细度试验

磨矿细度试验流程见图1。反浮选矿浆pH调整剂硫酸用量为4 kg/t，含镁矿物捕收剂YC用量为4 kg/t;正浮选矿浆pH调整剂碳酸钠用量为12 kg/t (pH=9左右)，含硅矿物抑制剂水玻璃和纤维素类JXL－2用量分别为2、4 kg/t，改性脂肪酸与煤油复配捕收剂JXL－1［6-7］用量为2 kg/t，起泡剂2#油用量为60 g/t。试验结果见图2。

从图2可以看出，随着磨矿细度的提高，精矿P2O5品位先显著上升后小幅下降、回收率呈先明显下降后小幅上升趋势。综合考虑，确定后续试验的磨矿细度为－0.074 mm占77%。

2.2 反浮选药剂用量试验

由于矿石中主要含镁矿物为白云石，其可浮性与磷灰石相近，在弱酸性条件下抑磷浮镁效果较好［8-9］，因此，对反浮选作业硫酸、YC的用量进行了研究。

2.2.1 硫酸用量试验

硫酸用量试验流程见图1，磨矿细度为－0.074 mm 77%，YC用量为4 kg/t，碳酸钠为12 kg/t，水玻璃为2 kg/t，JXL－2为4 kg/t，JXL－1为2 kg/t，2#油为60 g/t，试验结果见图3。

图3 硫酸用量试验结果

从图3可以看出，随着硫酸用量的增大，精矿P2O5品位先上升后下降，回收率呈上升趋势。综合考虑，确定后续试验的硫酸用量为16 kg/t。

2.2.2 YC用量试验

YC用量试验流程见图1，磨矿细度为－0.074 mm 77%，硫酸用量为16 kg/t，碳酸钠为12 kg/t，水玻璃为2 kg/t，JXL－2为4 kg/t，JXL－1为2 kg/t，2#油为60 g/t，试验结果见图4。

图4 YC用量试验结果

从图4可以看出，随着YC用量的增大，精矿P2O5品位先上升后下降，回收率呈上升趋势。综合考虑，确定后续试验的YC用量为4 kg/t。

2.3 正浮粗选药剂用量试验

反浮选脱镁后的磷粗精矿中主要杂质为硅质脉石，抑硅浮磷可显著提高磷精矿的品质［10-11］。试验流程见图5。

图5 正浮粗选条件试验流程

2.3.1 水玻璃用量试验

正浮粗选水玻璃用量试验的碳酸钠用量为12 kg/t，JXL－2为4 kg/t，JXL－1为2 kg/t，2#油为60 g/t，试验结果见图6。

图6 水玻璃用量试验结果

从图6可以看出，随着水玻璃用量的增大，精矿P2O5品位下降，回收率先上升后维持在高位。综合考虑，确定后续试验的水玻璃用量为4 kg/t。

2.3.2 JXL－2用量试验

正浮粗选JXL－2用量试验的碳酸钠用量为12 kg/t，水玻璃为4 kg/t，JXL－1为2 kg/t，2#油为60 g/t，试验结果见图7。

图7 JXL－2用量试验结果

从图7可以看出，随着JXL－2用量的增大，精矿P2O5品位下降，回收率先上升后小幅下降。综合考虑，确定后续试验的JXL－2用量为6 kg/t。

2.3.3 JXL－1用量试验

正浮粗选JXL－1用量试验的碳酸钠用量为12 kg/t，水玻璃为4 kg/t，JXL－2为6 kg/t，2#油为60 g/t，试验结果见图8。

图8 JXL－1用量试验结果

从图8可以看出，随着JXL－1用量的增大，精矿P2O5品位先上升后下降，回收率先上升后维持在高位。综合考虑，确定后续试验的JXL－1用量为2.5 kg/t。

2.4 正浮扫选JXL－1用量试验

正浮扫选JXL－1用量试验采用流程见图9，试验结果见图10。

图10 扫选JXL－1用量试验结果

从图10可以看出，随着JXL－1用量的增大，扫选精矿P2O5品位先小幅下降后加速下降，回收率先明显上升后升速趋缓。综合考虑，确定正浮扫选JXL－1用量为1 kg/t。

2.5 闭路试验

在条件试验和全流程开路验证试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图11，试验结果见表3，精矿主要化学成分分析结果见表4。

图11 闭路试验流程

表3 闭路试验结果 %

表4 精矿主要化学成分分析结果 %

从表3、表4可以看出，该矿石在弱酸性环境下采用1次反浮选脱除含镁矿物、弱碱性环境下1粗1扫中矿顺序返回正浮胶磷矿流程处理，可获得P2O5品位为36.10%、回收率为84.94%的磷精矿，精矿SiO2、MgO含量分别比原矿下降了4.13、4.52个百分点。

3 结论

(1)四川某磷矿石为高镁高硅质胶磷矿矿石，其中磷矿物嵌布粒度较粗，磨矿细度为－0.074 mm占77%时磷矿物可充分解离。

(2)在弱酸性环境下以YC为含镁矿物捕收剂，1次反浮选即可获得理想的脱镁效果;脱镁后在弱碱性环境下以水玻璃和JXL－2组合为含硅矿物的抑制剂、JXL－1为磷矿物捕收剂，经1粗1扫、中矿返回的闭路正浮胶磷矿流程处理即可获得P2O5品位为36.10%、回收率为84.94%的磷精矿。

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