工艺矿物学在降低磷矿浮选尾矿品位中的应用

2022-10-15庞建涛李树建杨建光刘润哲杨锡婷

磷肥与复肥 2022年9期

关键词：矿样白云石磷矿

庞建涛，李树建，肖喆，杨建光，刘润哲，杨锡婷

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

磷矿开发利用过程中产生大量磷尾矿，一般采取堆存方式处置［1］，不仅消耗大量水资源，还占用一定的土地资源，当尾矿库堆存到一定程度时还可能会带来溃坝、泥石流、地下水污染等一系列问题［2］。

为实现低品位磷矿及浮选磷尾矿节能环保高效综合利用，切实缓解富矿减少给磷肥产业可持续发展带来的风险，开展了磷矿浮选尾矿减排与资源再利用技术研究，以期提高磷矿资源利用率，减少浮选尾矿排放。

1 矿样的化学组成

对现有磷矿浮选流程进行30 d 连续取样分析，统计结果显示，原磷尾矿w（P2O5）为8.0% ～13.0%，磷尾矿综合样品分析结果见表1。

表1 磷尾矿综合样品多元素分析结果 %

对矿样进行筛分处理，筛析结果见表2。

由表2 可知，P2O5、SiO2含量总体随粒级的减小而减小，MgO 含量随粒级的减小而增大，Fe2O3、Al2O3在各粒级基本均有分布。

表2 筛分矿样多元素分析结果

2 矿样的矿物组成及含量

借助扫描电镜和能谱仪，利用工艺矿物学自动分析系统（MLA）［3］对磷尾矿矿样中主要矿物组成和含量进行测定，测定结果见表3。

由表3可知，磷尾矿矿样中主要有用矿物（碳氟磷灰石）含量较少，主要为碳酸盐脉石矿物。

表3 磷尾矿矿样中主要矿物组成及含量%

借助扫描电镜和能谱仪，利用MLA 系统对筛析后各粒级矿样中主要矿物组成和含量进行测定，测定结果见表4。

由表4可知，各粒级矿样中碳氟磷灰石、石英、玉髓矿物向粗粒级富集，白云石矿物向细粒级富集。

表4 各粒级矿样中主要的矿物组成及含量

3 不同粒级样品的单体解离特征

利用MLA 系统对各粒级矿样中碳氟磷灰石单体解离度进行测定，测定结果见表5。

表5 碳氟磷灰石单体解离度测定结果

由表5 可知，碳氟磷灰石多数呈单体形式存在，在较粗粒级中，碳氟磷灰石连生体较多，且部分和白云石、石英、玉髓呈毗邻镶嵌（见图1），可通过磨矿使其解离。在较细粒级中，碳氟磷灰石主要呈单体形式存在（见图2）。

图1 较粗颗粒MLA图

图2 较细颗粒MLA图

利用MLA 系统对白云石单体解离度进行测定，结果见表6。由表6 可知，白云石单体解离度也随粒级的减小而增大，白云石主要和碳氟磷灰石连生。白云石单体解离度总体较好，但矿样中64%为白云石矿物，采用目前反浮选工艺，需要脱除大量白云石才能使有用矿物富集。

表6 白云石单体解离度测定结果

4 磷尾矿再选实验与应用

工艺矿物学研究结果表明：磷矿浮选尾矿中，碳氟磷灰石主要富集在较粗粒级中，多数呈单体形式存在。碳氟磷灰石在较粗粒级连生体较多，部分和白云石、石英、玉髓呈毗邻镶嵌，可通过磨矿使其解离，在较细粒级中碳氟磷灰石主要呈单体形式存在，存在再磨再选进一步回收碳氟磷灰石、降低磷尾矿品位的理论条件。

通过实验室浮选实验得出：采用总尾矿预先浮选—预选精矿浓缩（旋流器）—再磨—再选流程，可保证磷精矿质量，再选流程易控制，流程见图3。

图3 推荐工艺流程

磷尾矿再选工艺应用前，原磷精矿w（P2O5）29.53%，w（MgO）0.76%，产率64.59%，P2O5回收率86.08%。磷尾矿再选磷精矿w（P2O5） 28.23%，w（MgO）1.50%，产率18.37%。再选磷精矿与原磷精矿合并后，总磷精矿w（P2O5）29.41%，w（MgO）0.83%，不影响总磷精矿品位，而总磷尾矿w（P2O5）还可降低至6.0%左右，与目前生产工艺相比产率可提高1～3个百分点。

目前磷尾矿再选技术已成功应用于云南某公司浮选厂，使其浮选尾矿w（P2O5）由原来的8%～10%下降到7%以下，磷精矿产率提高3%～5%，产生了明显的经济效益，提高了磷资源的回收利用率，有效减少了磷尾矿的排放，扩大了低品位磷矿资源利用量，为云南磷矿的可持续发展提供了强有力的技术支撑。