某低品位磷礦石選礦工藝的試驗研究

磷礦石資源在自然界中的儲量豐富，具有很好的開發(fā)利用價值。隨著近幾年磷礦資源的日益枯竭及品位的貧化，導(dǎo)致磷礦的回收困難，因此，對低品位磷礦資源進(jìn)行選礦工藝的試驗研究具有重要的現(xiàn)實意義。

一、原礦性質(zhì)及選礦工藝流程的確定

1、原礦性質(zhì)

某磷礦石為白云質(zhì)沉積型磷塊巖，屬硅鈣質(zhì)碳酸鹽礦物。有用礦物主要為膠磷礦，雜質(zhì)主要為白云石、方解石等碳酸鹽礦物以及石英，玉髓等硅質(zhì)物和硅酸鹽礦物，還有少量電氣石、白云母。礦石整體呈灰黑色，礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、似層狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。原礦中P2O5含量為19.18%，MgO含量高達(dá)7.31%，高含量的鎂會導(dǎo)致磷酸黏性增加，使泵送成本上升，影響某些特級磷酸鹽的生產(chǎn)。因此，選礦過程需提高P2O5品位，降低精礦中MgO含量。該磷礦選礦廠原采用焙燒—消化工藝，通過焙燒碳酸鹽礦物受熱分解，生成MgO和CaO的固體產(chǎn)物并析出CO2氣體。焙燒后的礦石用水消化，所含的礦物晶格及其物理化學(xué)特性發(fā)生突變，加速熱裂解，并使MgO、CaO形成氫氧化物微粒，消化后產(chǎn)物經(jīng)脫泥，除去鈣、鎂雜質(zhì)，獲得磷精礦。但焙燒—消化工藝能耗高，尾礦pH值高，不利于低碳環(huán)保的生產(chǎn)要求。更重要的是，焙燒過程中碳酸鹽裂解不充分，同時焙燒礦物的凝結(jié)和消化時石灰乳的膠結(jié)，導(dǎo)致精礦中含鎂較高。

2、選礦工藝流程的確定

先將原礦用紅星機(jī)器系列的顎式破碎機(jī)及篩分機(jī)破碎篩分至2mm以下，經(jīng)堆錐混勻后縮分、方格取樣，分別作為實驗樣、化驗樣及存樣。試驗過程中每次稱取500g實驗樣進(jìn)行試驗。根據(jù)原礦P2O5品位低，MgO含量高的特點，采用反浮選的工藝流程。

二、結(jié)果與討論

1、原礦篩析

礦樣經(jīng)破碎至-2mm后，進(jìn)行原礦篩析試驗。根據(jù)原礦粒級分布情況，確定是否需要進(jìn)行脫泥處理試驗。-0.019mm粒級含量為7.7%，礦石泥化現(xiàn)象并不嚴(yán)重，P2O5在粗粒級中品位偏高，MgO在各粒級中分布相對均勻，SiO2在細(xì)粒級中品位偏高，因此，通過簡單的篩分分析法不能獲得合格的產(chǎn)品。如果進(jìn)行預(yù)先脫泥，將致使P2O5在脫泥作業(yè)中損失，后導(dǎo)致回收率降低。

2、磨礦細(xì)度

通過調(diào)節(jié)球磨機(jī)磨礦時間控制磨礦細(xì)度，再進(jìn)行一段反浮選試驗。調(diào)整劑為混合酸15kg/t，捕收劑為CYH-0013kg/t，以粗精礦中P2O5品位和回收率確定較合理的磨礦細(xì)度。隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦中P2O5品位和回收率均逐漸增加，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074mm含量為85.64%時，粗精礦中P2O5品位達(dá)到28.61%，回收率達(dá)到74.68%，隨著磨礦細(xì)度繼續(xù)上升，P2O5回收率大幅下降，品位變化不大。綜合考慮，確定粗選磨礦細(xì)度為-0.074mm含量占85.64%。

3、混合酸用量

采用磷酸、硫酸的混合酸作為反浮選磷礦物調(diào)整劑，其中碳酸鹽在酸性介質(zhì)中其表面會形成CO2微泡，可增加浮選時氣泡粒子的附著，有利于反浮選。硫酸可溶解部分碳酸鹽，通過化學(xué)離解分離出膠磷礦和磷酸鹽。在磨礦細(xì)度為-0.074mm含量占85.64%的條件下，捕收劑采用CYH-001，用量為3kg/t；抑制劑采用混合酸，用量可變；以粗精礦中P2O5的品位和回收率確定更好的混合酸用量，隨著混合酸用量的增加，粗精礦中P2O5品位先上升后下降，P2O5回收率先下降后上升。綜合考慮，確定混合酸用量為12kg/t。

4、捕收劑種類

礦石磨礦細(xì)度為-0.074mm含量占85.64%；采用磷酸、硫酸混合酸作為反浮選磷礦物抑制劑，用量12kg/t；在捕收劑用量為3kg/t的情況下確定更好的磷礦反浮選捕收劑。由于自配捕收劑CYH能在反浮選作業(yè)中選擇性浮出白云石，提高粗精礦中P2O5品位，降低MgO含量，有效地實現(xiàn)了膠磷礦的磷、鎂分離。因此，確定磷礦反浮選捕收劑為實驗室自配捕收劑CYH-001，捕收劑CYH-001用量為3kg/t。時間證明，紅星浮選機(jī)較為合理。

5、閉路試驗

根據(jù)上述條件試驗結(jié)果，后確定“1粗1精1掃”的反浮選閉路試驗流程，通過閉路試驗，獲得磷精礦P2O5品位32.15%，回收率72.36%；MgO品位0.77%；SiO2品位10.83%。取得了較好的選礦指標(biāo)。

通過以上探索性試驗，確定了磨礦細(xì)度為-0.074mm含量占85.64%；捕收劑為CYH-001，用量3kg/t；抑制劑混合酸用量12kg/t的磷礦反浮選流程。該反浮選工藝流程，有效提高了磷精礦的品位及回收率，實現(xiàn)了磷礦資源的綜合回收利用。

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