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某硅镁质胶磷矿正-反浮选试验研究①

2020-09-14葛英勇郭萧轲鱼光辉

矿冶工程 2020年4期
关键词:脉石水玻璃磷矿

邓 坤, 葛英勇, 郭萧轲, 鱼光辉

(武汉理工大学 资源与环境工程学院,湖北 武汉430070)

我国的磷矿资源丰富,但大多数以胶磷矿存在[1]。 目前在我国磷矿生产过程中,中低品位磷矿石占据着重要地位[2-3]。 低品位胶磷矿作为一种难选的磷矿石,一直以来是企业资源综合利用所面临的难题。随着磷矿资源需求量不断提高,加强对贫细杂难选磷矿石的综合利用具有重大意义[4-6]。 本文对某低品位胶磷矿进行浮选试验,根据其矿石特性设计了“一粗一精一扫”正浮选脱硅与一段反浮选脱镁联合流程并进行了相关探索。

1 原矿性质及试验方法

1.1 原矿性质

试样来自某低品位磷矿石,其有用矿物主要是碳氟磷灰石,脉石矿物主要有石英、白云石以及少量白云母、长石和黄铁矿等,其主要化学成分见表1。 由表1可知,该矿石属高硅低镁低品位胶磷矿。

表1 试样主要化学成分(质量分数)/%

1.2 试验方法

根据原矿特性,拟定的浮选试验原则流程见图1。

试验中用到的试剂碳酸钠、硫酸、磷酸、氢氧化钠均为分析纯,高模(模数3.0)水玻璃,脂肪酸类捕收剂MG-2、MG-7 均为工业纯。

2 结果与讨论

2.1 正浮选脱硅试验

2.1.1 高模水玻璃用量试验

图1 浮选试验原则流程

在磷矿浮选过程中水玻璃具有抑制脉石矿物的作用,可以调节矿浆pH 值,也是浮选中有效的矿泥分散剂,并且随着水玻璃模数提高,水玻璃的抑制作用和分散能力也随之增大[7]。 由于该胶磷矿解离度不高、嵌布粒度细且连生体多,因此要求磨矿细度较高,故而产生了较多微细粒矿泥,针对这一特点,选用模数为3.0的水玻璃作为粗选抑制剂,在抑制脉石矿物的同时,可有效分散矿泥。 在磨矿细度-0.074 mm 粒级占98.57%,捕收剂MG-2 用量1.50 kg/t 条件下,加入Na2CO32 kg/t控制矿浆pH 值在9.8 左右,进行了粗选水玻璃用量条件试验,结果见图2。

图2 高模水玻璃用量试验结果

由图2 可知,当控制矿浆pH 值在9.8 左右时,随着水玻璃用量提高,精矿P2O5品位持续增长,而回收率逐渐减少。 综合考虑,确定水玻璃用量为7.60 kg/t,此时精矿P2O5品位及回收率分别为23.16%和88.18%。

2.1.2 MG-2 用量试验

在粗选磨矿细度-0.074 mm 粒级占98.57%,Na2CO3用量2.00 kg/t,高模水玻璃用量7.60 kg/t 条件下,探索了粗选MG-2 用量,结果见图3。 分析图3 可知,粗精矿P2O5品位随MG-2 用量增加而降低,回收率随MG-2 用量增加而升高;当MG-2 用量为1.5 kg/t 时,P2O5品位和回收率分别为23.10%和87.95%。 确定粗选MG-2 最佳用量为1.5 kg/t。

图3 MG-2 用量试验结果

2.2 反浮选脱镁试验

入选原矿中MgO 含量为2.34%,经正浮选一次粗选一次精选后得到的精矿中MgO 含量为3.27%,不利于下游磷化工生产,考虑添加反浮选脱镁作业。 白云石作为该矿石中的主要含镁矿物,其天然可浮性与磷灰石相近,故可调整pH 值至酸性以抑制磷矿物,再用阴离子捕收剂MG-7 浮选白云石,从而达到脱镁的目的[8]。

2.2.1 H2SO4用量试验

脱镁作业选用H2SO4为pH 调整剂,同时也可充当磷矿抑制剂,在正浮选脱硅试验最优条件基础上,选定H3PO4用量3.0 kg/t、MG-7 用量0.75 kg/t,探索了反浮选脱镁作业中H2SO4用量对浮选指标的影响,结果见图4。

分析图4 可知,随着H2SO4用量增大,精矿P2O5品位先上升后下降,而回收率逐渐提高;当H2SO4用量为6 kg/t 时,磷精矿P2O5品位30.28%、回收率70.10%。继续增加H2SO4用量,P2O5回收率基本不变,但品位下降较大,故确定H2SO4用量为6 kg/t。

2.2.2 H3PO4用量试验

H2SO4、MG-7 用量分别为6.0 kg/t 和0.75 kg/t,探索了H3PO4用量对反浮选脱镁效果的影响,结果见图5。

图5 H3PO4 用量试验结果

由图5 可知,精矿P2O5品位随H3PO4用量增加呈先升高后降低趋势,在H3PO4用量为3 kg/t 时,磷精矿P2O5品位和回收率分别为30.28%和70.10%,因此选定H3PO4用量为3 kg/t。

2.2.3 MG-7 用量试验

H2SO4、H3PO4用量分别为6 kg/t 和3 kg/t,进行了反浮选脱镁MG-7 用量试验,结果见图6。

图6 MG-7 用量试验结果

由图6 可知,MG-7 用量越大,精矿P2O5品位越高、回收率越低;在MG-7 用量达到0.50 kg/t 时,磷精矿P2O5品位和回收率分别为30.28%和70.10%;继续增大MG-7 用量,P2O5品位增幅不大且回收率继续降低,因此选定反浮选脱镁试验MG-7 用量为0.50 kg/t。

2.3 闭路试验

根据开路试验结果确定了闭路试验流程并进行了试验,结果见表2,试验流程见图7。

表2 闭路试验结果

图7 闭路试验流程

由表2 可知,在原矿P2O5品位18.60%时,采用图7 所示的正-反浮选流程处理原矿石后,可以获得P2O5品位28.64%、回收率78.26%、MgO 含量0.88%的磷精矿。

3 结 论

1) 某低品位胶磷矿中主要有用矿物为碳氟磷灰石,脉石矿物主要有石英、白云石以及少量白云母、长石和黄铁矿等。 试样属高硅低镁型低品位胶磷矿。

2) 在磨矿细度-0.074 mm 粒级占98.57%的情况下,采用一粗一精一扫正浮选脱硅与一段反浮选脱镁闭路联合流程,有效实现了磷灰石与脉石矿物的分离,最终获得了P2O5品位28.64%、回收率78.26%、MgO含量0.88%的磷精矿。

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