云南某浮选厂磷尾矿再选研究

2020-12-09李若兰刘润哲张朝旺彭丽群罗昆义刘丽芬

磷肥与复肥 2020年10期

李若兰，刘润哲，张朝旺，彭丽群，罗昆义，刘丽芬

（1. 云南磷化集团有限公司，云南昆明 650600；2. 国家磷资源开发利用工程技术研究中心，云南昆明 650600）

云南磷矿资源丰富，但是多数为中低品位胶磷矿，有用矿物和杂质矿物性质复杂、伴生紧密，选矿厂一般通过浮选法选矿生产合格的磷精矿。目前，云南磷化集团有限公司建成850 万t/a 的胶磷矿选矿装置，均采用单一反浮选工艺流程，浮选后产生大量磷尾矿。磷尾矿作为采选过程中产生的一种工业固体废弃物，多数为中低品位磷矿，除含磷外还含有许多矿物，如镁、钙、锰、锑、铜、铁、铝等，如得不到有效处理，造成资源浪费［1］。磷尾矿中镁含量高，w（Mg）有时能达到18%左右，是一种不可多得的富镁资源。我国每年产出磷尾矿近700 万t，而且随着磷矿开采持续增加，磷尾矿的数量也逐年上升［2-3］。因此，对磷尾矿进行开发利用尤其重要［4］。根据选矿相关标准，研究如何降低磷尾矿P2O5含量，降低生产成本，有着非常重要的意义［5-6］。

云南某浮选厂采用一粗一精反浮选工艺流程处理碳酸盐胶磷矿，粗选尾矿w（P2O5）5.0% ～8.5%，直接抛尾；精选尾矿品位稍高，w（P2O5）为10% ～16%。为了进一步挖潜增效，提高资源利用率和精矿回收率，对精选尾矿进行再选。经过实验室研究和工业化应用试验，尾矿品位w（P2O5）可降至8%左右，大大提高了资源利用率。

1 矿石性质

经工艺矿物学研究可知，浮选厂入选矿样中主要有用矿物为胶磷矿，脉石矿物大部分为白云石，方解石，以及硅质脉石矿物石英、玉髓等。原矿多元素分析结果见表1。

表1 原矿多元素分析结果 %

从表1可知，该矿石P2O5品位中等，Mg含量高，w（MgO）为5.91%，m（CaO）/m（P2O5）为1.78，属于碳酸盐型中低品位胶磷矿，需要脱除大量碳酸盐杂质矿物，磷酸盐矿物才能得到富集。因此，采用反浮选工艺对此矿石进行选别。

2 实验室研究

2.1 浮选厂原工艺指标

浮选厂原设计为反浮选一粗一精工艺流程，粗选采用浮选柱，精选采用浮选机，精选作业1#、2#浮选机精选尾矿抛尾，3#、4#浮选机精选尾矿返回到粗选作业，为半闭路工艺流程。对现有流程各工序取样得知：粗选尾矿w（P2O5）为5.0%～8.5%，可以直接抛尾；精选3#、4#浮选机尾矿w（P2O5）13%～18%，返回到粗选作业；精选1#、2#浮选机尾矿w（P2O5）10%～16%直接抛尾，造成巨大的磷资源浪费。原工艺流程见图1，浮选厂原矿、精矿、尾矿指标分析结果见表2。

针对此结果与浮选厂实际生产情况，为了更好地回收磷尾矿中的磷资源，对磷尾矿分别进行再选研究。

图1 浮选厂原工艺流程

表2 浮选厂浮选作业工艺指标 %

2.2 精选尾矿再选实验研究

对精选1#、 2#浮选机尾矿，3#、 4#浮选机尾矿，1#至4#浮选机尾矿集中后分别取样，结合工艺矿相研究结果，精尾矿单体解离较好，故直接对精尾矿进行再浮选，采用反浮选一次粗选作业，实验结果见表3。

表3 精选尾矿再选实验结果

从浮选实验结果可知：1#、2#浮选机尾矿再选后尾矿中w（P2O5）降低到8.0%左右；3#、4#浮选机尾矿再选后，尾矿中w（P2O5）降低到10.0%左右；1#至4#浮选机精选作业尾矿集中再选，综合尾矿w（P2O5）可以控制在8.5%以下。说明精选尾矿再选技术方案可行，可有效降低总尾矿P2O5品位。

3 工业化应用试验

3.1 试验方案

结合精尾矿工艺矿相研究和实验室研究结果，对该浮选厂柱槽联选工艺流程进行优化，增加精选尾矿再选作业。通过延长浮选时间，把原来的半闭路工艺流程改为反浮选一粗一精一扫全开路工艺流程，流程控制简单，尾矿P2O5品位更易于控制，可降低尾矿P2O5品位，提高处理能力。

3.2 试验结果

按照试验方案对工艺流程技改后，工艺流程见图2，工业化试验数质量流程见图3，技改前后各项浮选指标对比结果见表4。

图2 浮选厂技改后工艺流程

从图3、表4 数据可以看出，工艺流程技改后，全开路流程更利于浮选指标的控制，精选精矿和扫选精矿合并为总精矿，粗选尾矿和扫选尾矿合并为总尾矿。结合浮选厂现场生产数据得知，技改后处理量提高了30.12 t/h；总精矿品位w（P2O5）28.62%；总尾矿品位w（P2O5）7.21%，比技改前降低了2.14%；技改后P2O5回收率提高了2.37%，技改效果明显。