云南某中低品位胶磷矿浮选试验研究

2021-02-28彭丽群刘润哲刘丽芬

化工矿物与加工 2021年2期

戴川，彭丽群，刘润哲，刘丽芬

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

0 引言

我国虽然磷矿资源总量比较丰富，但存在富矿少、贫矿多、分选性差的特点。云南是我国磷矿资源大省，但经过多年的开发利用，高品位磷矿储量越来越少，为保证国家磷工业的可持续发展，加强对中低品位磷矿石的开发应用尤为重要。浮选法是高效分选中低品位胶磷矿的有效手段，其主要的浮选工艺流程有单一正浮选、单一反浮选、正反(反正)以及双反浮选[1-6]。目前工业生产中最常见的为单一反浮选，其以硫酸或磷酸作为pH调整剂，同时也作为含磷矿物的抑制剂，以脂肪酸类捕收剂浮出脉石矿物(如白云石、方解石)，该工艺具有流程简单、经济性好等优点。

云南某中低品位磷矿主要由原生矿、微风化矿以及部分半风化矿组成。本研究矿样为硅钙混合型磷矿石，磷含量较低，为保证其得到合理的开发利用，对其进行了较为详细的试验研究。

1 试样及药剂

1.1 原矿性质

为了解矿样中主要元素的质量分数，对该矿样进行了化学多元素分析，结果见表1。

表1 原矿多元素分析结果单位：%

由表1可知，此矿样ω(CaO)/ω(P2O5)为1.73，MgO质量分数为5.32%，结合工业生产实际，考虑采用单一反浮选脱镁工艺进行选矿富集。

1.2 试验药剂

试验所用药剂如表2所示。

表2 试验药剂

2 结果与讨论

2.1 浮选流程

本次试验所用浮选工艺流程如图1所示。

图1 浮选工艺流程

2.2 磨矿细度试验

按图1所示流程进行试验，以磨矿细度为单因素变量，考查其对浮选的影响，结果见表3。

表3 磨矿细度试验结果单位：%

由表3可知，随着磨矿细度的增加，精矿产率呈现逐渐降低的趋势，精矿P2O5品位呈现逐渐升高的趋势。磨矿细度-0.074 mm质量分数占90.56%时，精矿P2O5品位为28.45%、回收率为78.62%，此时分选效率最高，因此在后续试验中选用磨矿细度为-0.074 mm质量分数占90.56%。

2.3 粗选H2SO4用量试验

选择磨矿细度为-0.074 mm质量分数占90.56%，粗选H3PO4用量为2.5 kg/t、YP6-2B用量为1.5 kg/t，以H2SO4用量为单因素变量，考查其对浮选指标的影响，试验结果如表4所示。

表4 H2SO4用量试验结果

H2SO4在反浮选过程中作为pH调整剂和抑制剂使用。有研究表明[7]，在pH>3.8时胶磷矿表面荷负电，pH<6.3时白云石表面荷正电，实验过程中pH约为4.5时，脂肪酸类捕收剂对白云石具有较好的可浮性。由表4可知，随着H2SO4用量的增大，精矿产率和回收率基本呈现逐渐增加的趋势，精矿P2O5品位在H2SO4用量为15 kg/t时最高，分选效率最佳。综合考虑，确定H2SO4用量为15.0 kg/t。

2.4 粗选H3PO4用量试验

选择磨矿细度为-0.074 mm质量分数占90.56%，粗选H2SO4用量为15.0 kg/t、YP6-2B用量为1.5 kg/t，以H3PO4用量为单因素变量，考查其对浮选指标的影响，试验结果如表5所示。

H3PO4在磷矿反浮选过程中主要作为抑制剂使用。由表5可知，随着H3PO4用量的增大，精矿产率和回收率基本呈现逐渐增加的趋势，当H3PO4用量在3.5 kg/t以上时，精矿品位和回收率变化不大。综合考虑，确定H3PO4用量为3.5 kg/t。

表5 H3PO4用量试验结果

2.5 粗选YP6-2B用量试验

选择磨矿细度为-0.074 mm质量分数占90.56%，粗选H2SO4用量为15.0 kg/t、 H3PO4用量为3.5 kg/t，以粗选YP6-2B用量为单因素变量，考查其对浮选指标的影响，结果见表6。

YP6-2B属于脂肪酸类捕收剂，对氧化矿具有较好的捕收能力，在胶磷矿反浮选过程中主要与白云石作用。有研究表明[8]，在pH=5.0附近时，YP6-2B与磷灰石的作用方式主要为物理吸附，且吸附量较少；而与白云石的作用方式主要为化学吸附。由表6可知，YP6-2B用量从0.5 kg/t增加至2.5 kg/t时，随着捕收剂用量的增大，精矿产率和回收率基本呈现逐渐降低的趋势。综合考虑精矿品位、回收率，确定YP6-2B用量为1.5 kg/t。