柏泉铁矿中磷矿的常温浮选试验研究

马金生+张成龙+吕小焕+李金朋

摘要： 根据柏泉铁矿中磷矿的性质，采用常温浮选工艺处理该磷矿，选取复配AW-01作为捕收剂、水玻璃作为抑制剂、碳酸钠作为pH值调整剂，在合理的药剂制度下，获得磷精矿品位34.07%、产率4.37%、回收率79.33%的工艺指标。研究表明，此常温浮选工艺合理，生产指标理想。

Abstract： According to property of Baiquan phosphate ore， the flotation process under ambient temperature was introduced. The compound agent AW-01 as collector， sodium silicate as depressant and sodium carbonate as regulator was used in the flotation process. And，the following results had been achieved： the grade of concentrate was 34.07%， the recovery was79.33%， and the productivity was 4.37%. The results of this study have shown that the flotation process under ambient temperature was reasonable and could obtain ideal production targets with this process.

关键词： 磷矿；复配捕收剂；常温浮选

Key words： phosphate ore；compound collector；ambient temperature flotation

中图分类号：TQ442.51 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）01-0203-02

0 引言

磷矿资源作为不可再生资源，随着开采时间的推移，优质矿源明显减少，这一问题在我国尤其突出，如何利用中低品位的磷矿资源已是当务之急。合理开发利用中低品位矿源不仅能产生经济效益，也符合我国的可持续发展战略。美国、印度和俄罗斯等国家都开展了相关的研究工作，制定了战略政策，我国也有部分企业和学者在进行这方面的研究[1，2]。柏泉铁矿位于承德市平泉县境内，其矿石中含有低品位的磷矿，为了响应国家政策，增加企业效益，本文进行了铁矿中磷矿浮选工艺的研究。目前，磷矿石的浮选工艺有：直接浮选、两步浮选（正—反浮选和反—正浮选）工艺等。然而，不论是直接浮选和两步浮选作业，都存在浮选矿浆温度加温的缺陷[3]。如何在常温下实现磷矿高效浮选，降低经济成本，是目前磷矿利用的一个研究方向。本文在温度（15℃左右）条件下，探索适合柏泉磷矿的浮选工艺流程。

1 试验矿样

1.1 试验矿样采集

磁选中的选铁最终尾矿由一磁尾矿、二磁及三磁尾矿构成，考虑到最终尾矿主要由一磁尾矿组成，而且在小型试验中制备大量最终尾矿有一定难度，因此，本试验中只选用了磁选流程中的一磁尾矿作为选磷给矿，其中P2O5品位为2.40%。

1.2 原矿性质

柏泉铁矿属于黑云角闪辉长岩型超贫钒钛磁铁矿石，矿石硬度高，浸染状构造；主要成分：磁铁矿4%～12%，钛铁矿2%～3%，其余成分为少量赤铁矿；非金属矿物主要为斜长石、辉石、角闪石、磷灰石，多发生轻微绿泥石化、绿帘石化、高岭土化、绢云母化、黑云母化。其中P2O5含量2%～4%，TFe含量一般为8%～17%，最高达20.55%，Tio22.2%～3.5%，最高达4.88%。V2O5平均含量0.048%。

1.3 试样主要元素分析

2 浮选试验方法

采用一粗三精一扫的浮选试验流程。一段磨矿细度-200目占50%，捕收剂选用的为复合药剂AW-01，由氧化石蜡皂、脂肪酸及MES组成，其所占比例分别为氧化石蜡皂65%、脂肪酸25%及MES10%。捕收剂配成10%的水溶液待用；以碳酸钠为pH调整剂，调节矿浆pH为9.5；以水玻璃为抑制剂。

浮选试验方案如下：

①探究捕收剂用量浮选试验的影响。仅进行一次粗选，分别取调整矿浆pH值固定为9.5，抑制剂用量固定为800g/t，捕收剂用量分别为600g/t、700g/t、800g/t、900g/t及1000g/t，浮选温度确定为15℃，进行捕收剂用量的条件试验。

②探究温度对浮选试验的影响。仅进行一次粗选，浮选中各药剂用量为捕收剂1000g/t、抑制剂800g/t、pH值调到9.5，分别取矿浆温度为7、11、15、20、25、30℃，测取浮选所得精矿回收率和品位。

③浮选中试试验进行一次粗选、三次精选、一次扫选的开路试验，其中粗选矿浆浓度为27.39%，精选矿浆浓度依次降低；各作业浮选温度均为15℃，矿浆pH调整为9.5；为保证粗选作业的回收率，确定流程试验中粗选的捕收剂用量为1000g/t，制剂用量800g/t；精选I、II、掃选I阶段抑制剂量为200g/t；扫选I捕收剂用量300g/t；为保证最终精矿的回收率，在第三次精选作业中未添加抑制剂。

④为获得高品位的磷精矿，在降低捕收剂用量后进行了低捕收剂用量条件下的开路流程试验。进行进行一次粗选、四次精选、一次扫选的开路试验，各浮选作业温度仍为15°C，矿浆pH9.5；粗选捕收剂用量确定为800g/t，抑制剂用量800g/t；各阶段抑制剂用量精选I 300g/t、精选II 200g/t、精选III、IV 100g/t、扫选I 200g/t；扫选I捕收剂用量300g/t。endprint

3 试验结果及分析

3.1 捕收剂用量对浮选的影响

由试验结果知，随着捕收剂用量的增加，精矿产率及回收率逐渐增加；在捕收剂用量为600g/t时，精矿品位、产率及回收率均最低，这是由于捕收剂用量足，捕收能力不够的原因；当捕收剂用量大于600g/t时，随捕收剂用量的增加，精矿品位逐渐降低。

3.2 温度对浮选结果的影响

通过不同温度下的浮选试验探究，温度低于11℃时，回收率较低，在温度为15℃，回收率较高，即使温度再提高，回收率提高的幅度不大，说明该捕收剂温度性能较好，故实驗温度确定为15℃。

长期以来，在磷矿直接浮选，需将矿浆加温，以使捕收剂保持高度的分散性，获得较理想的分选指标，但矿浆加温费用太高，以柏泉磷矿为例，矿浆加温到35°C，每吨原矿需要用煤为9.6kg/t，仅加温费用约6元/ t原矿。温度对捕收剂浮选性能有较大的影响，温度低时，捕收剂的用量高，浮选的温度高时，捕收剂的用量可以适当降低。使用复合药剂AW-01为捕收剂，选用合适的药剂制度，可以在合适的温度下达到较好的浮选效果。

3.3 浮选开路一试验结果

由开路试验一结果知，选铁尾矿经过一粗三精一扫的浮选流程，可获得品位30.43%、产率5.47%、回收率83.83%（对浮选给矿）的磷精矿；虽磷精矿回收率较高，但品位未达33%。

3.4 浮选开路二试验结果

由开路试验二结果知，降低捕收剂用量及精选增加抑制剂用量后，经四次精选可获得品位34.62%、产率4.09%、回收率75.41%（对浮选给矿）的磷精矿。若经过三次精选，可获得品位34.07%、产率4.37%、回收率79.33%（对浮选给矿）的磷精矿。

4 结论

①对于柏泉铁矿中低品位的磷矿，根据矿石性质采用常温浮选是可行的，与加温浮选比较，工艺流程合理，能获得质量好的磷精矿，且选矿成本低。②在一段磨矿细度为-200目占50%，浮选温度15°C，加AW-01：800g/t、水玻璃：800g/t和碳酸钠：PH=9.5条件下，经一粗三精一扫的开路流程实验中，可以获得了磷精矿品位34.07%、产率4.37%、回收率79.33%的工艺指标。③从浮选开路试验结果看，只需经过三次精选，磷精矿品位就可以达到设计要求，试验证明，常温浮选工艺具有流程通畅，状态稳定，易于操作控制等优点。④常温浮选是未来磷矿选别的发展趋势，如何在常温的条件下，实现更高效率的浮选，依然是今后工作的重点。

参考文献：

[1]刘代俊.我国磷矿资源贫化危机与对策[M].2004年中国化学学会无机盐学术年会.

[2]刘颐华.我国与世界磷矿资源及开发利用现状[J].磷肥与复肥，2005（9）：1-5.

[3]肖云汉.我国磷矿选矿研究的近期进展[J].化工矿山技术，1985（4）.endprint