新型药剂M2在湖北某地区磷矿正反浮选工艺中的应用

孙建业,孙建亮, 姜振胜，刘 亭

(湖北大峪口化工有限责任公司，湖北 钟祥 431910)

随着工农业的发展进步，磷矿资源的消耗越来越大，品质较高的磷矿资源越来越少，加大对中低品位磷矿资源的开发利用，对社会经济发展有重要意义[1-4]。

浮选是难选磷矿最行之有效的选别手段，傅克文等[5]的研究中阐述了正反浮选工艺在工业化生产中取得很好的效果，孙立田[6]的研究也表明正反浮选得到的磷精矿能满足后续磷复肥生产。通过这些年的研究发展，浮选工艺技术已趋于成熟，因此加强难选胶磷矿的浮选药剂研究对实现磷资源可持续发展具有十分重要的意义[7-10]。

湖北某地区磷矿大多进入深部开采区，矿石性质发生改变，原有药剂的浮选指标波动较大。本次研究通过对混合脂肪酸进行磺化处理，在脂肪酸碳原子上引入-SO3H，选择合适的表面活性剂进行复配增效，提高分散性和选择性，复配而成的反浮选捕收剂M2具有原料获取容易、产品合成简单、安全环保的优点，以该地区低品位磷矿为试验矿样，采用正反浮选工艺流程，取得了较稳定、满意的浮选效果。

1 矿石性质

湖北某地区磷矿赋存于下震旦统陡山沱组中，自上而下共分五个磷矿层。其中第三层矿石，为灰—黑色互层状砂屑磷块岩，细粗砂屑结构，条带状构造，属于贫矿石。本区第三层矿石矿物组成主要是磷灰石、胶磷矿，主要脉石矿物是白云石、石英等，原矿P2O5品位17.54%，MgO含量4.51%，属于低品位磷矿(表1)。

2 技术路线及药剂

2.1 技术路线

实验室内一、二段破碎采用颚式破碎机，破碎后用单双层两用振动筛进行控制筛分，全部矿样破碎至＜3mm，混匀缩分。针对原矿品位低、MgO含量高且含泥量较大的特征，拟采用正—反浮选工艺。正浮选过程脱出大量的硅酸盐矿物和部分白云石，反浮选重点脱出白云石，技术路线见图1所示。

表1 原矿化学多元素分析结果 (单位：%)

图1 技术路线

2.2 试验药剂

试验所用化学药剂为：Na2CO3，工业品(配成浓度10%)；抑制剂DYK-ZX，工业品(配成浓度5%)；正浮选捕收剂C1，工业品(配成浓度2.5%)；H2SO4，工业品(98%)；反浮选捕收剂M2，工业品(配成浓度2.5%)。

3 试验结果及讨论

3.1 磨矿细度试验

磨矿细度对选矿药剂的作用效果影响很大。本次试验的磨矿设备采用三轴滚筒棒磨机，磨矿浓度确定为66.7%，进行磨矿试验，随着磨矿时间的增加，磨矿细度不断提高(图2)。

图2 磨矿细度与磨矿时间关系

为确定磨矿细度对选矿指标的影响，分别将原矿以磨矿细度-0.074mm(-200目)的质量分数占88.81%(1#)、90.60%(2#)、93.00%(3#)和93.71%(4#)，进行正浮选粗选开路试验，根据精矿P2O5品位和回收率情况，分析磨矿细度对选矿指标的影响(表2)。

表2 磨矿细度试验结果 (单位：%)

由表2可以看出，磨矿细度分别为88.81%、90.60%、93.00%和93.71%时，获得的精矿P2O5品位分别为22.94%、23.80%、23.92%和24.01%，随着磨矿细度的增加，精矿品位提高，浮选效果越来越好。综合考虑磨矿能耗和选矿成本，确定磨矿时间为9min，磨矿细度(-200目)为90.60%。

3.2 条件试验

条件试验分两部分，先进行正浮选条件试验，然后将正浮选试验所得精矿进行反浮选试验，最后进行正反浮选闭路试验。

3.2.1 正浮选条件试验

根据药剂条件试验结果，进行了正浮选开路试验，试验所用工艺流程见图3，试验结果见表3。

由表3可以看出，经过正浮选开路流程后，获得磷精矿P2O5含量30.17%、精矿产率37.41%、回收率63.12%，符合进入反浮选流程的精矿指标。

3.2.2 反浮选条件试验

进入反浮选的原矿为正浮选所得精矿300g，P2O5含量30.17%，MgO含量3.75%，pH值10～10.5之间。根据条件试验结果，进行了反浮选开路试验，试验流程见图4，试验结果见表4。

图3 正浮选药剂条件试验流程

表3 正浮选药剂条件试验结果 (单位：%)

图4 反浮选药剂条件试验流程

表4 反浮选药剂条件试验结果 (单位：%)

由表4可以看出，经过反浮选开路流程后，能获得磷精矿P2O5含量32.16%、MgO含量0.74%，精矿产率80.35%、回收率96.56%的指标。

3.3 正反浮选闭路试验

在前期正反浮选条件试验的基础上，进行正反浮选闭路试验，试验流程见图1，即正浮选“一粗、两精、一再选”，反浮选“一粗、一扫选”。试验结果见表5和图5所示。

图5 正反浮选闭路试验流程

由图6和表5可以看出，经过正反浮选闭路流程后，能获得磷精矿P2O5含量32.05%、精矿产率44.56%、回收率82.04%、MgO含量0.75%的指标。

图6 数质量流程图

4 结论

(1)湖北地区某低品位磷矿，P2O5品位为17.24%、MgO含量为4.33%。经过正反浮选闭路试验后，可以得到精矿P2O5含量32.05%、精矿产率44.56%、回收率82.04%、MgO含量0.75%的指标。

(2)由于该地区磷矿大多已进入深部开采，矿石性质发生改变，原有药剂不能继续有效的发挥作用。而研发的新型药剂M2能够适应矿石性质变化，取得了较好的浮选效果，而且M2具有原料获取容易、产品合成简单、安全环保无异味等优点。

(3)由于复配的原料之一表面活性剂市场价格较高，需要寻找更廉价的产品进行替代。