沙特某地區磷礦雙反浮選工藝研究

張樹洪

(云南磷化集團有限公司研發中心,云南 ?？?650113)

0 引 言

采用浮選分選以二氧化硅為主要雜質的沉積磷礦石獲得成功已有數年的歷史,但硅質磷礦石資源正在迅速減少,在不久的將來,世界磷酸鹽工業將轉用碳質磷礦石[1].本試驗采用雙反浮選法分選鈣硅質磷礦石進行探索研究.

1 礦石性質

礦石取自沙特某地區,屬于鈣硅質磷礦石,有用礦物為細晶磷灰石,主要脈石礦物為方解石、白云石、石英等.礦相測試表明,礦石中所含磷礦物44.7%、碳酸鹽35.8%、石英質礦物14.6%、長石和粘土類礦物2.7%、鐵碳質礦物1.8%.礦石化學組成見表1.

2 浮選工藝

現在國內外磷礦浮選的方法很多,就目前的研究趨勢看,膠磷礦反浮選方法已經取得了很大進展,不但浮選效果好,而且很大程度上減少了企業的生產成本[2].結合原礦性質,故采用雙反浮選工藝流程對該礦樣進行試驗研究.

表1 原礦化學分析結果表

原礦經磨礦后直接進行浮選,試驗采用H2SO4和H3PO4為抑制劑,YP2-3為捕收劑脫除碳酸鹽;脫除硅酸鹽反浮選中,采用QP為捕收劑.工藝流程圖如圖1.

圖1 雙反浮選工藝流程圖

3 實驗結果及討論

3.1 磨礦細度對指標的影響

將平均粒度1 mm的礦樣進行不同時間的磨礦試驗,隨后在同一藥劑制度下對各磨礦產品進行雙反浮選試驗,以考察有用礦物的解離情況.

試驗結果表明,隨著磨礦時間的增加,浮選精礦品位逐漸增加,回收率逐漸降低;當磨礦細度-0.074 mm含量大于75%時,精礦品位升高速度減慢,P2O5回收率的下降速度加快.最終選擇細度為-0.074 mm為75%,此時精礦能獲得較好指標,品位和回收率分別為27.34%,73.49%.精礦經化學分析,此時MgO、SiO2含量較低,可見礦物解離較好,但藥劑制度有待優化.

3.2 反浮脫除碳酸鹽

3.2.1 反浮脫除碳酸鹽粗選 該礦石P2O5品位低于18%,主要脈石礦物為方解石、白云石和石英等.原礦中碳酸鹽含量為35.8%,其中方解石19.5%、白云石16.3%.由于碳酸鹽礦物與磷礦物的表面性質相近,分離較困難,目前較有效的分離方法是酸性條件下反浮選碳酸鹽.

從磷酸鹽反浮選碳酸鹽的機理是在酸性介質中,抑制磷酸鹽浮選與它比白云石更多吸附磷酸的陰離子,使捕收劑化學吸附困難有關,也就是說磷酸的陰離子吸附于磷酸鹽礦物上是磷酸鹽被抑制的根本原因,因此磷酸的陰離子質量濃度將直接影響反浮選效果[3].

針對以上分析,試驗對各藥劑制度進行條件試驗,試驗結果見圖2,圖3.

圖2 H3PO4用量與精礦品位及選礦效率關系

由圖3可看出,在反浮選脫除碳酸鹽粗選中,選礦效率隨著H3PO4用量的增加先上升后下降,在用量為6 kg/t時的效率最高為16.64%,據此選取H3PO4最優用量為6 kg/t.

圖3 H2SO4用量與尾礦產率及品位關系

由圖4可看出,在反浮選脫除碳酸鹽粗選中,尾礦產率和品位都隨著H2SO4用量的增加呈現先下降后上升趨勢,在用量為8.0 kg/t時,尾礦產率和品位最低分別為32.74%、7.19%,此時的選礦效率最高為19.08%,因此確定H2SO4的最優用量為8 kg/t.

由反浮脫碳酸鹽粗選YP2-3用量試驗知,在反浮選脫除碳酸鹽粗選中,精礦P2O5品位隨著YP2-3用量的增加而增加,當用量為1.2 kg/t時,精礦P2O5品位22.14%、選礦效率19.18%,若繼續加大YP2-3用量,精礦品位略有上升,但回收率損失較大,因此選取YP2-3的最優用量為1.2 kg/t.

3.2.2 反浮脫除碳酸鹽精選 由反浮脫除碳酸鹽精選H2SO4用量試驗知, H2SO4在精選中作用較顯著,隨著其用量的增加,精選尾礦的產率逐漸升高、品位逐漸下降;當用量超過3.0 kg/t時,精選尾礦產率、品位變化不再明顯,且在3.0 kg/t時的選礦效率最高為21.78%,因此選取H2SO4最優用量為3.0 kg/t.

由反浮脫除碳酸鹽精YP2-3用量試驗知,隨著精選捕收劑用量的增加,回收率呈下降趨勢,而精礦P2O5品位呈上升趨勢,選取精礦P2O5品位為23.5%時回收率最高的點作為YP2-3的最佳用量,即0.4 kg/t,此時的選礦效率最高.反浮選脫除碳酸鹽試驗結果如表2.

表2 反浮選脫除碳酸鹽結果

3.3 反浮脫除硅酸鹽

完成脫除碳酸鹽礦物試驗后,試驗采用陽離子捕收劑QP進行脫硅反浮選.

試驗表明,隨著QP用量的增加,精礦中SiO2含量逐漸下降、P2O5含量逐漸上升.在用量為0.45 kg/t時,精礦P2O5含量達到32.20%,若繼續增加QP用量,精礦品位上升幅度較小,但回收率損失較大,因此選取QP用量為0.45 kg/t.

完成藥劑條件實驗后,對實驗進行平行驗證試驗,結果均能平行.雙反試驗結果如表3.

表3 沙特磷礦雙反試驗結果

4 結 語

a. 經過系統的條件實驗確定沙特該地區磷礦采用雙反浮選能取得較好指標,其工業流程和藥劑制度較簡單,試驗及生產易控制.

b. 采用雙反浮選工藝,在磨礦細度-0.074 mm為75%,藥劑用量為H2SO411.0 kg/t、H3PO46.0 kg/t、YP2-31.6 kg/t、QP 0.45 kg/t時,可獲得P2O532.32%、MgO 0.59%、CaO/P2O51.56的磷精礦,產率35.81%、回收率67.64%的選礦指標.

參考文獻:

[1]王念生.沙特推出提高磷礦石品位的新選方法[J].國外化學礦山消息,1991(3):6-10.

[2]葛英勇,曾小波,甘順鵬,等.中、低品位膠磷礦雙反浮選研究[J].礦產保護與利用,2006(3):34-36.

[3]辜國杰.中低品位硅鈣質膠磷礦富集技術探討[J].化工礦物與加工,2002(5):1-3.