遼寧某磁選尾礦回收磷灰石浮選試驗

楊 勇,朱孔金,錢押林

(中藍連海設計研究院,江蘇 連云港 222004)

0 引 言

遼寧某磁鐵礦山采用單一磁選方法回收磁鐵礦,但由于礦石中除主要有用礦物磁鐵礦外,還拌生有一定量的磷灰石礦,故經磁選回收目的礦物后,尾礦中還含約4%的五氧化二磷.這樣不僅造成資源浪費,而且制約了礦山的可持續發展.為了提高選廠經濟效益,充分利用國家礦產資源,對該磁選尾礦進行回收磷灰石進行試驗研究.

1 試驗樣品性質

試驗樣品為磁選后的尾礦.非金屬礦物有磷灰石、角閃石、斜長石、橄欖石、鉀長石、石英等.金屬礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦、赤鐵礦等.其主要組分組成見表1.對原料進行篩分分析,粒度特性分析結果見表2.

表1 試驗樣品多元素分析結果

表2 原料篩析試驗結果

由尾礦的粒度組成可知,約65%的物料粒度在最佳的浮選粒度(-0.15+0.038 5 mm)內.粒度相對較粗,組成比較均勻,但含有一定量礦泥.

2 試驗研究

2.1 試驗工藝流程

自20世紀20年代用浮選回收細粒磷灰石礦石以來,浮選成為選別磷礦石的主要選礦方法[1].回收磷灰石的浮選流程結構、藥劑制度均較簡單,同時藥劑耗量不高.以硅酸鹽脈石礦物為主的磷灰石礦石更為明顯[2].根據原料的性質,采用浮選方法回收尾礦中的磷灰石.原料中的礦泥將對浮選產生顯著的影響,為了消除或減少礦泥對浮選的不良影響,有的采用脫泥方法,而對于磷礦浮選則多采用浮選調整劑進行調整,如采用少量水玻璃進行分散[3].水玻璃、改性水玻璃及其混合物在礦物加工中主要是作為抑制劑和分散劑,對石英、螢石、方解石和磷礦等礦石的浮選都有抑制作用.提高浮選過程的選擇抑制作用,可以獲得更好的選礦指標[3].對四川某銅礦尾礦中的低品位難選磷灰石浮選研究中,通過單礦物試驗證水玻璃是分離脈石礦物石英的有效抑制劑,適宜的礦漿pH值為10[4].脂肪酸作為磷灰石浮選捕收劑,該類藥劑熔點高、溶解度小、在礦漿中分散性差,通過添加陰離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、非離子型表面活性劑Tween-80對脂肪酸進行增效,能明顯改善磷礦的浮選特性[5].本浮選試驗采用水玻璃作硅酸鹽的抑制劑和分散劑,捕收劑(脂肪酸與一種非離子型表面活性劑的混合物)PM自制.浮選采用一次粗選,二次精選流程.試驗原則工藝流程見圖1.

圖1 浮選原則流程

2.2 開路流程試驗

磨礦采用XMB-70型三輥四筒棒磨機(筒體為Φ130 mm×150 mm,磨礦介質為Φ12 mm×140 mm鋼棒14根).磨礦質量濃度約60%.在試樣300 g,粗選水玻璃用量1.00 kg/t,PM 0.85 kg/t;精選Ⅰ水玻璃用量0.25 kg/t;精選Ⅱ水玻璃用量0 kg/t.

按照圖1所示流程進行浮選試驗,浮選指標與磨礦細度的關系曲線見圖2.

圖2 磨礦細度實驗結果

從圖2可以看出:在磨礦細度-0.074 mm含量由45.0%(原料自身含量)增加到60.0%,對浮選指標沒有明顯的影響,各指標曲線變化很小.考慮到尾礦再磨礦會增加選礦成本,故選取磁選尾礦-0.074 mm 45%直接進浮選.

2.3 粗選質量分數試驗

浮選質量分數(濃度)對指標影響較大,因此對其進行試驗.浮選粗選濃度一般在20%～30%,考慮到本試驗尾礦的具體性質(磁選尾礦自身濃度比較稀),設計15%、20%、25%、30%四個礦漿濃度水平,比較分選指標的差異.按2.2選取的試驗條件進行浮選試驗,試驗結果見圖3.

圖3 浮選質量分數試驗結果

從圖3可見:隨著浮選質量分數提高,精礦回收率提高,品位下降,試驗結果與浮選規律基本吻合.浮選質量分數的增加,有利于提高礦漿中藥劑的濃度,降低選礦成本.綜合考慮浮選指標,本試驗粗選最佳礦漿質量分數確定為25%.

2.4 粗選藥劑正交試驗

確定磨礦細度和浮選質量分數后,對粗選水玻璃和PM進行正交試驗,考查對浮選指標的影響.水玻璃和PM的水平取值見表3,粗選藥劑正交試驗結果見表4.

表3 粗選水平因素表

表4 粗選正交試驗結果

2.5 精選試驗

按選取的粗選的試驗條件,改變精Ⅰ水玻璃用量(kg/t):0、0.25、0.5三個水平上,進行浮選試驗結果見表5.

表5 精Ⅰ水玻璃用量試驗結果

由表5可以看出:添加少量的水玻璃能有效地提高精Ⅰ精礦品位,綜合考慮選礦指標,精Ⅰ水玻璃用量取0.25 kg/t.

2.6 閉路流程試驗

在開路流程選取試驗條件基礎上,進行了閉路流程試驗.即中礦循序返回:中礦1返回粗選,中礦2返回精Ⅰ.經多次循環試驗,最終試驗結果見表6.精礦多項分析結果見表7.

表6 閉路試驗結果

表7 精礦多項分析結果

由表7可知,最終精礦各項指標均達到ZBD51001～86《酸法加工磷肥用磷礦》一類專業標準.

3 結 語

浮選回收某地磁選尾礦中的P2O5,采用一粗二精,中礦循序返回的浮選流程,選取的最佳浮選工藝條件和藥劑制度為:-0.074 mm含量45%;粗選浮選質量分數25%,水玻璃用量1.50 kg/t,PM 0.95 kg/t;精Ⅰ水玻璃用量在0.25 kg/t.獲得磷精礦P2O5品位36.19%,回收率90.41%的選礦指標,且最終磷精礦達到了HG/T 2673-1995《酸法加工磷肥用磷礦》一類專業標準.達到了綜合利用磁選尾礦資源的目的.

參考文獻:

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