X 射线分选技术在磷矿石选矿中的应用分析

2021-12-06毛仕菊

魅力中国 2021年49期

毛仕菊

（瓮福集团产品部，贵州贵阳 550501）

引言：磷矿石有着十分广泛的用途，不仅可用来提取磷酸、黄磷、碳酸以及其他磷化合物，还能用来制取磷肥，是我国农业生产以及工业生产中不可缺少的资源。但就目前来看，我国虽然有着丰富的磷矿资源，但基本绝大部分都为中低品位难选矿石，难以满足实际生产的需求。针对这种情况，必须要加大选矿技术的应用及研究力度，以便甄选出高品质的磷矿石，满足市场的需求，从而为我国社会经济的高效发展提供必要的资源支持。出于这样的目的，本文就磷矿石选矿中X 射线分选技术的应用进行研究，具有一定的客观实在性和社会紧迫感。

一、试验矿样

（一）原矿多元素分析

表1：原矿多元素分析结果

（二）矿石类型及特征

试样组成矿物主要有三大类，分别为碳酸盐矿物（微晶方解石和细或微晶白云石）、磷酸盐矿物（胶态氟磷灰石）、硅质及硅酸矿物（微量水云母、玉髓等）。其中，占比最大的是矿石矿物量，可达到97%以上，剩余占比不到3%的分别有微量或少量的褐铁矿、黄铁矿、炭质等。

（三）原矿X 衍射分析

原矿在经过X 衍射分析后，其结果表明：白云石、磷灰石以及石英是原矿中的主要矿物。其他矿物中，除水云母略出现衍射线之外，褐铁矿、黄铁矿等都并未见到明显的衍射线。

（四）原矿矿物组成及含量

为对矿石中各主要成分的矿物特性及含量作以了解，需开展必要的矿物显微鉴定探究。表2 为个矿物质量分数及组成。通过对表2 的观察可知，白云石、胶态磷灰石以及石英等，是原矿中主要矿物的组成部分。

表2：原矿矿物组成及质量分数分析结果单位：%

（五）原矿粒度组成分析

对原矿中的脉石矿物及目的矿物在各粒级中的回收率及组成进行考察，则需要对-2mm 原矿予以粒度组成分析。最终结果显示：每个粒级中P2O5、SiO2、MgO 的质量分数并未发生较大的变化。

二、选矿试验

按不同结构构造、不同矿石成分、不同赋存状态等，可将磷矿石分成不同类型，主要包括有镁质磷块岩、硅质磷块岩、镁（硅）质磷块岩、硅（镁）质磷块岩等。而本次主要选用镁硅质磷块岩为研究对象。在光电选矿技术中选用物理选矿作为本次的选矿工艺，以保证不会危害到周边生态环境，同时还可使矿石的产能增加，入选品味提高，属于一种绿色环保的选矿工艺。在低品位磷矿及抛尾富集阶段应用光电选矿技术，可取得十分显著的效果。本次研究中，分别选用X 射线辐射分选工艺与浮选法工艺作以分析比较，以便证明X 射线辐射分选工艺的有效性。

（一）浮选试验

图1：浮选闭路试验流程

根据不同的矿石性质，在前期进行除硅脱镁探索性试验中采用3 个工艺方案，分别为双反浮选、单一反浮选、正反浮选。最终得出，这3 中工艺方案中，除硅脱镁效果最好的是正反浮选工艺，故而可优先选用。在应用此工艺的过程中，需要对其中采用的捕收剂与抑制剂的用量、种类以等条件开展相应的试验研究。图1 为正反浮选脱镁除硅闭路试验工艺流程及相关参数，表3 为采用该工艺的试验结果。

表3：正反浮选闭路试验结果单位：%

通过对表3 的观察可知，将正反浮选闭路工艺应用于镁硅质矿石中，可获得P2O5回收率80.61%、品味30.56%的磷精矿产品。虽然能取得很好的选矿技术指标，但需采用较为复杂的工艺，其中所要使用较多种类的药剂，且用量较高。

（二）X 射线辐射分选试验

在矿石预分选富集阶段，主要选用X 射线辐射选矿方法，其对于低品位矿石，可通过抛尾来提升入选品味。对于高品位矿石，可通过富集使产品的合格性得以保证。正因为如此，使得这种种选矿工艺得到了广泛的应用。在本研究中，对磷矿中石英脉石的去除可应用X 射线辐射分选法开展相关试验。图2 为具体实验流程，表4为最终试验结果。

图2：X 射线辐射分选试验流程

表4：X 射线辐射分选试验结果单位：%

通过对表4 的观察可知，磷矿石在经过X 射线分选后，在对SiO2的脱除上可取得明显的效果，脱除率可高达68.69%，进而使产品的品位得到有效的提高，SiO2的质量分数得以大幅度降低。

（三）试验分析对比

试验中，在对X 射线辐射分选这一工艺应用后，可将28.64%的粗粒尾矿抛掉，尾矿中SiO2质量分数达到51.73%，在尾矿中有68.69%的占比，能取得显著的脱硅效果。同时，在后续加工阶段，并不会将这些硅质尾矿掺入，可使设备的产能得到极大的提高。通过两种选矿工艺的对比可发现，采用正反浮选工艺，磷精矿产品的P2O5 品位为30.56%，回收率为80.61%。而采用X 射线辐射分选工艺，磷精矿产品的P2O5品位提升至34.58%，回收率也降低至80.52%。由此可见，相比于正反浮选工艺，X 射线辐射分选工艺的脱硅效果较强。