王集Ph1 层胶磷矿单一反浮选实验研究及工业化应用

刘亭，何新建，安平，时承东

（湖北大峪口化工有限责任公司，湖北 荆门 431911）

磷矿作为不可再生的矿产资源，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用[1]。我国磷矿资源丰富，但是富矿少，大部分为中低品位微细粒嵌布磷块岩，又称胶磷矿，必须通过分选富集后才能满足湿法磷酸工艺生产要求[2-5]。因此，合理开发利用低品位胶磷矿已成为促进我国磷化工产业可持续发展的必要途径。王集Ph1 层胶磷矿浮选工艺是正反浮选，在生产过程中一直存在尾矿品位偏高的问题，这直接导致了精矿产率和回收率偏低[6]。为此，本实践通过实验室研究、工艺改造，采用单一反浮选工艺代替正反浮选工艺，不但缩短了流程，减少了生产成本，而且磷精矿回收率由原来的79.51%提高到89.29%。

1 原 矿

实验矿样取自王集Ph1 层胶磷矿，矿物中以均质胶磷矿为主，微晶碳磷灰石和氟磷灰石次之，脉石矿物以白云石、石英和黏土矿物为主，其次有长石、云母、碳酸盐矿物。碳酸盐类脉石矿物为白云石、方解石、多呈细粒状集合体和脉状组成的白云条带，有的呈不规则集合体散布于胶磷矿集合体中，选矿难度较大。矿物多元素分析结果见表1。

表1 矿物多元素分析结果/%Table 1 Analysis results of mineral multi-elements

2 实验室实验

研究人员尝试采用单一反浮选工艺选别该胶磷矿，实验流程见图1，数质量流程图见图2，实验结果见表2。

图1 闭路实验流程Fig.1 Flow chart of closed circuit test

图2 数质量流程Fig.2 Flow chart of digital quality

表2 结果表明，经过一次粗选、一次扫选反浮选脱镁闭路流程后，能获得精矿P2O5含量30.66%、回收率87.63%、MgO 含量0.42%的指标，初步判断采用单一反浮选工艺流程是可行的。

表2 实验室实验结果Table 2 Results of laboratory test

3 工业化实验

实验室实验完成后，研究人员对一套浮选系统进行了改造，将正反浮选流程改为单一反浮选流程，并组织工业化实验。磨矿和浮选工艺调试稳定运行后，开始取72 h 流程样后，每小时取一次原矿样、精矿样（即反浮选粗选精矿）、尾矿样，共计72 h，分别合并为72 h 的样品，经称重、烘干、缩分、制样后送化验室化验分析。其多元素分析结果见表3。

表3 产品多元素化学分析结果/%Table 3 Multi-element chemical analysis results of products

根据72 h 流程样实验结果，计算各个作业产品的产率及回收率，数质量流程见图3：

图3 浮选数质量流程Fig.3 Flow chart of flotation quantity and quality

经一次粗选、一次扫选单一反浮选作业后，在原矿P2O5品位22.73%，MgO 含量4.39%，矿浆细度均值为90.50%（-0.074 mm）条件下，可获得精矿 P2O5品位29.13%、回收率 89.30%，MgO 含量1.15%的选矿指标。工业实验结果表明，改造后的浮选工艺流程是可行的、有效的。

4 工艺对比

4.1 正反浮选工艺

正反浮选工艺流程和药剂制度见图4。

图4 正反浮选工艺流程和药剂制度Fig.4 Process flow and reagent system of positive and reverse flotation

4.2 单一反浮选工艺

单一反浮选工艺流程和药剂制度见图5。

图5 单一反浮选工艺流程和药剂制度Fig.5 Single reverse flotation process and reagent system

4.3 结果分析

采用优化前的工艺流程（正反浮选）与优化后的工艺流程（单一反浮选）分别进行了72 h 流程样取样分析。分析结果见表4、5。

表4 正反浮选工艺指标Table 4 Process indexes of direct-reverse flotation

表5 单一反浮选工艺指标Table 5 Process index of single reverse flotation

由表4、5 知，优化为单一反浮选工艺后，其精矿P2O5品位比正反浮选工艺的降低了0.75%，精矿MgO 品位比优化前的升高0.07%，仍满足磷酸二铵生产所需的湿法磷酸要求的磷精矿工艺指标(即精矿P2O5品位≥29.00%、MgO＜1.2%)。优化后的浮选工艺流程精矿P2O5回收率比优化前的浮选工艺流程提高约9.79%。

4.4 药剂成本对比

根据72 h 流程样分析结果，正反浮选和单一反浮选工艺的精矿药剂单耗量及成本见表6。

由表6 可知，优化为单一反浮选工艺后，吨精矿药剂成本减少27.10 元。

表6 正反浮选和单一反浮选工艺药剂消耗对比Table 6 Reagents consumption comparison between reverse flotation and single reverse flotation processes

5 小 结

（1）工业实践表明，优化后的单一反浮选工艺流程是可行的、有效的；

（2）优化前的浮选工艺流程长，且精矿泡沫较黏，造成后续作业操作困难，影响最终精矿回收率只能在79%左右，优化后的浮选工艺流程缩短，浮选操作简单，精矿回收率可提高至89%以上，且药剂消耗减少；

（3）正反浮选工艺经过多年研究，目前已比较成熟，稳定性较好，对入选矿石的适应性较强，可根据需要分别获得P2O5品位30%和32%以上的高质量磷精矿；单一反浮选流程具有工艺简单，药剂耗量少，而且受温度影响小，选矿成本相对较低等优点，但其仅能较好地脱除碳酸盐脉石矿物，难以获得更高质量的磷精矿，最终采用何种分选工艺可根据生产实际需求灵活选择。