新型捕收剂CL-07+CJ常温浮选某中低品位磷矿石
2014-08-08王祖旭
王祖旭 李 楠
(1.昆明冶金研究院,云南 昆明 650031;2.云南省选冶新技术重点实验室,云南 昆明 650031;3.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南 昆明 650093)
新型捕收剂CL-07+CJ常温浮选某中低品位磷矿石
王祖旭1,2李 楠3
(1.昆明冶金研究院,云南 昆明 650031;2.云南省选冶新技术重点实验室,云南 昆明 650031;3.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南 昆明 650093)
滇池周边拥有巨量的中低品位磷矿资源,为了高效开发这些资源,并解决磷矿石浮选常规捕收剂常温下分散性和溶解性差的问题,用昆明冶金研究院研制的新型常温捕收剂CL-07+CJ,对滇池附近某磷矿石进行了选矿试验。结果表明,该矿石在磨矿细度为-200目占60.4%,浮选温度为15 ℃,脉石矿物抑制剂Na2SiO3粗选用量为2.0 kg/t,矿浆pH调整剂NaOH粗选用量为0.8 kg/t,磷矿物捕收剂CL-07+CJ粗选用量为0.4+0.14 kg/t情况下,采用1粗2精1扫、中矿顺序返回流程浮选,可获得P2O5品位为34.60%、P2O5回收率为94.10%的磷精矿。
中低品位磷矿 常温浮选 捕收剂CL-07+CJ
我国富磷矿产资源较贫乏,但中低品位磷矿资源较丰富。滇池周边磷矿区与美国弗罗里达磷矿、俄罗斯柯拉磷矿和摩洛哥磷矿并称世界4大磷矿,已探明矿石储量达46亿t,但品位偏低,P2O5含量不足25%的中低品位磷矿约占总储量的80%。为了满足国民经济建设需要,对滇池周边磷矿资源进行高效开发势在必行[1-4]。
目前,该区中低品位磷矿选矿主要有擦洗和浮选2种工艺。由于擦洗工艺属粗放式的生产工艺,精矿磷品位和回收率均不高,且资源浪费严重,已逐步被浮选工艺代替[5]。该区磷矿浮选大都以脂肪酸或脂肪酸皂为捕收剂,而这些类型的捕收剂由于在矿浆中的分散性和溶解性较差,常常需要将矿浆加温至30 ℃以上进行浮选,这既会增大工艺的复杂性,又会影响流程的稳定性,而且会显著增加选矿成本[6-9]。因此,实现常温浮磷成为相关科研工作者共同关心的问题。
实现常温浮磷,其关键是开发高效常温捕收剂。为了解决传统捕收剂存在的分散性和溶解性差的问题,昆明冶金研究院对油酸进行了改性,研制出了分散性和溶解性较好的浮磷新型组合捕收剂CL-07+CJ,并用该捕收剂对滇池周边中低品位磷矿进行了选矿试验。
1 矿石成分
试验所用磷矿石来自滇池附近某磷矿选矿厂,主要矿物成分为石英、氟磷灰石,有少量白云石,主要化学成分分析结果见表1。
表1 矿石主要成分分析结果Table 1 Main components of the ore %
由表1可知,矿石中主要成分为P2O5、SiO2、CaO,含量分别为20.97%、37.17%、21.51%,MgO含量为1.30%,满足湿法磷酸工艺对原料中MgO含量不高于1.50%的要求。因此,对该矿物进行浮选的主要目的是脱硅。
2 试验结果与讨论
2.1 粗选条件试验
粗选条件试验流程见图1。
图1 粗选试验流程Fig.1 Flow sheet for rough flotation
2.1.1 磨矿细度试验
磨矿细度试验的浮选温度为15 ℃,抑制剂Na2SiO3用量为8 kg/t,pH调整剂NaOH用量为0.8 kg/t,捕收剂CL-07+CJ用量为1.6+0.14 kg/t,试验结果见图2。
图2 磨矿细度对粗精矿指标的影响Fig.2 The effect of grinding fineness on flotation index▲—品位;△—回收率
由图2可知,随着磨矿细度的提高,粗精矿P2O5品位先维持在高位后小幅下降,P2O5回收率先上升后下降。综合考虑,确定磨矿细度为-200目占60.4%。
2.1.2 CL-07用量试验
CL-07用量试验的浮选温度为15 ℃,磨矿细度为-200目占60.4%,Na2SiO3用量为8 kg/t,NaOH为0.8 kg/t,CJ为0.14 kg/t,试验结果见图3。
图3 CL-07用量对粗精矿指标的影响Fig.3 The effect of CL-07 dosage on flotation index▲—品位;△—回收率
由图3可知,随着捕收剂CL-07用量的增加,粗精矿P2O5品位下降、回收率上升。综合考虑,确定CL-07粗选用量为0.4 kg/t。
2.1.3 pH调整剂种类及用量试验
脂肪酸及脂肪酸皂属于阴离子捕收剂,起捕收作用的成分为脂肪酸根离子,因此,此类捕收剂的电离程度决定了其捕收能力的强弱和选择性的好坏,而决定其电离程度的主要因素为矿浆的酸碱度。因此,进行矿浆pH调整剂种类及用量试验很有必要[10]。试验分别用NaOH和Na2CO3为矿浆pH调整剂,试验固定浮选温度为15 ℃,磨矿细度为-200目占60.4%,Na2SiO3用量为8 kg/t,CL-07+CJ为0.4 +0.14 kg/t,试验结果见图4、图5。
图4 Na2CO3用量对粗精矿指标的影响Fig.4 The effect of Na2CO3 dosage on flotation index▲—品位;△—回收率
图5 NaOH用量对粗精矿指标的影响Fig.5 The effect of NaOH dosage on flotation index▲—品位;△—回收率
由图4、图5可知,随着Na2CO3、NaOH用量的增大,粗精矿P2O5品位均先上升后下降,P2O5回收率均先明显上升后升速趋缓。综合比较pH调整剂成本和精矿指标因素,确定采用NaOH为pH调整剂,粗选用量为0.8 kg/t。
2.1.4 Na2SiO3用量试验
在磷矿的浮选中,Na2SiO3既是石英的有效抑制剂,又是矿泥分散剂,且对矿浆的pH值有一定的调节作用。因此,Na2SiO3用量是影响浮选指标的重要因素。试验固定浮选温度为15 ℃,磨矿细度为-200目占60.4%,NaOH用量为0.8 kg/t,CL-07+CJ为0.4+0.14 kg/t,试验结果见图6。
图6 Na2SiO3用量对粗精矿指标的影响Fig.6 The effect of Na2SiO3 dosage on flotation index▲—品位;△—回收率
由图6可知,随着Na2SiO3用量的加大,粗精矿P2O5品位先微幅下降后小幅上升,P2O5回收率先小幅下降后下降加速。综合考虑,确定Na2SiO3用量为2.0 kg/t。
2.1.5 浮选温度试验
为了验证新型捕收剂CL-07+CJ对浮选温度变化的适应能力,在磨矿细度为-200目占60.4%,Na2SiO3用量为2.0 kg/t,NaOH为0.8 kg/t,CL-07+CJ为0.4+0.14 kg/t情况下进行了浮选温度试验,试验结果见图7。
图7 浮选温度对粗精矿指标的影响Fig.7 The effect of slurry temperature on flotation index▲—品位;△—回收率
由图7可知,随着浮选温度的升高,粗精矿P2O5品位小幅下降,回收率小幅上升,表明该新型捕收剂对浮选温度变化的适应能力较强。
2.2 闭路试验
在条件试验和开路试验基础上进行了闭路试验,试验温度为15 ℃,试验流程见图8,试验结果见表2。
图8 闭路试验流程Fig.8 Flowsheet of closed-circuit test
表2 闭路试验结果Table 2 The result of closed-circuit test %
由表2可知,以CL-07+CJ为磷矿石浮选捕收剂,采用1粗2精1扫、中矿顺序返回流程处理该矿石,取得的精矿P2O5品位为34.60%、MgO含量为1.10%、P2O5回收率为94.10%。
3 结 论
(1)滇池附近某磷矿石为低镁高硅中低品位磷矿石,矿石主要成分为石英和氟磷灰石。由于原矿MgO含量低于湿法提磷对MgO含量的要求,因此,脱硅是该磷矿石浮选的中心任务。
(2)新型组合捕收剂CJ-07+CJ对浮选温度变化的适应能力较强,适用于该矿石的浮选。
(3)以CJ-07+CJ为捕收剂对试样进行的浮选试验表明,采用1粗2精1扫、中矿顺序返回流程处理该矿石,在15 ℃情况下获得了P2O5品位为34.60%、P2O5回收率为94.10%的磷精矿。
[1] 刘安荣,聂登攀,张 覃,等.贵州某磷尾矿再选试验研究[J].金属矿山,2012(2):157-158. Liu Anrong,Nie Dengpan,Zhang Qin,et al.Reconcentration study on the tailings of phosphorite in Guizhou[J].Metal Mine,2012(2):157-158.
[2] 李云灿,杨志鲜.云南环滇池周边磷矿找矿实践及成果[J].武汉工程大学学报,2011,33(3):74-77. Li Yuncan,Yang Zhixian.Search of phosphate rock results around Dianchi Lake in Yunnan province[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2011,33(3):74-77.
[3] 陈献梅,张汉平,汪 力.云南某磷矿擦洗矿泥中磷的浮选回收试验[J].金属矿山,2012(11):156-158. Chen Xianmei,Zhang Hanping,Wang Li.Flotation test of phosphorus recovery from scrubbed slime of a Yunnan phosphorite mine[J].Metal Mine,2012(11):156-158.
[4] 柏中能.云南中低品位磷矿浮选工业化现状及展望[J].磷肥与复肥,2009,24(2):93-94. Bai Zhongneng.Present status and prospects for floatation industry of Yunnan medium and low grade phosphate[J].Phosphate & Compound Fertilizer,2009,24(2):93-94.
[5] 薛步高.昆明滇池周围磷矿资源现状及开发前景[J].化工矿产地质,2008,30(3):149-153. Xue Bugao.Status and developing potentiality of the phosphorite resource around Dianchi Lake of Kunming[J].Geology of Chemical Minerals,2008,30(3):149-153.
[6] 罗惠华,王 俊.海州式磷矿低温浮选的研究[J].中国矿业,2006,15(10):92-94. Luo Huihua,Wang Jun.Study on the floatation of Haizhou type phosphate rock at low temperature[J].China Mining Magazine,2006,15(10):92-94.
[7] 刘安荣,聂登攀,赵伟毅,等.织金含稀土磷矿石反浮选试验研究[J].金属矿山,2012(4):83-85. Liu Anrong,Nie Dengpan,Zhao Weiyi,et al.Reverse flotation research on phosphate ore containing rare earth from Zhijin[J].Metal Mine,2012(4):83-85.
[8] 徐 伟,兰 丰,杨 松,等.组合捕收剂LG-01反浮选贵州某碳酸盐磷矿[J].金属矿山,2012(7):99-101. Xu Wei,Lan Feng,Yang Song,et al.Study on reverse-flotation test of the new combined collector LG-01 for a carbonate phosphate from Guizhou[J].Metal Mine,2012(7):99-101.
[9] 罗惠华,张洪文.海口磷矿擦洗尾矿合理浮选工艺研究[J].化工矿物与加工,2005(7):1-3. Luo Huihua,Zhang Hongwen.Study on floatation of the abraded tailing of Haikou[J].Industrial Minerals and Processing,2005(7):1-3.
[10] 王 资.浮游选矿技术[M].北京,冶金工业出版社,2006. Wang Zi.Froth Floatation Technology[M].Beijing:Metallurgical Industry Press,2006.
(责任编辑 罗主平)
Floating a Middle-Low Grade Phosphorite with a New Collector CL-07+CJ at Room Temperature
Wang Zuxu1,2Li Nan3
(1.KunmingMetallurgicalResearchInstitute,Kunming650031,China; 2.YunnanKeyLaboratoryofBeneficiatingandSmeltingNewTechnology,Kunming650031,China;3.CollegeofMetallurgicalandEnergyEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China.)
There are huge amount of middle-low grade phosphorite rock resources around Tien Lake.In order to high-efficiently exploit these resources and solve the problems such as poor decentrality and solubility of traditional collectors,beneficiation experiments on a phosphorite around Tien Lake was carried out by using a new type collector CL-07+CJ invented by Kunming Metallurgical Research Institute.The results showed that phosphorus concentrate with P2O5grade of 34.60%,P2O5recovery of 94.10% was obtained with the grinding fineness of 60.4% passing 200 mesh,slurry temperature at 15 ℃,dosage of gangue mineral depressor Na2SiO3of 2.0 kg/t and slurry pH regulator NaOH at 0.8 kg/t for roughing,dosage of phosphate mineral collector CL-07+CJ at 0.4+0.14 kg/t,through process of one roughing-one scavenging-one cleaning,middles back to the flow-sheet in turn.
Middle-low grade phosphorite,Floating at room temperature,Collector CL-07+CJ
2013-11-14
王祖旭(1975—),男,工程师。
TD923+.7
A
1001-1250(2014)-03-093-04