某硅鎂質膠磷礦正-反浮選試驗研究①

鄧 坤， 葛英勇， 郭蕭軻， 魚光輝

（武漢理工大學 資源與環境工程學院，湖北 武漢430070）

我國的磷礦資源豐富，但大多數以膠磷礦存在［1］。 目前在我國磷礦生產過程中，中低品位磷礦石占據著重要地位［2-3］。 低品位膠磷礦作為一種難選的磷礦石，一直以來是企業資源綜合利用所面臨的難題。隨著磷礦資源需求量不斷提高，加強對貧細雜難選磷礦石的綜合利用具有重大意義［4-6］。 本文對某低品位膠磷礦進行浮選試驗，根據其礦石特性設計了“一粗一精一掃”正浮選脫硅與一段反浮選脫鎂聯合流程并進行了相關探索。

1 原礦性質及試驗方法

1.1 原礦性質

試樣來自某低品位磷礦石，其有用礦物主要是碳氟磷灰石，脈石礦物主要有石英、白云石以及少量白云母、長石和黃鐵礦等，其主要化學成分見表1。 由表1可知，該礦石屬高硅低鎂低品位膠磷礦。

表1 試樣主要化學成分（質量分數）/%

1.2 試驗方法

根據原礦特性，擬定的浮選試驗原則流程見圖1。

試驗中用到的試劑碳酸鈉、硫酸、磷酸、氫氧化鈉均為分析純，高模（模數3.0）水玻璃，脂肪酸類捕收劑MG-2、MG-7 均為工業純。

2 結果與討論

2.1 正浮選脫硅試驗

2.1.1 高模水玻璃用量試驗

圖1 浮選試驗原則流程

在磷礦浮選過程中水玻璃具有抑制脈石礦物的作用，可以調節礦漿pH 值，也是浮選中有效的礦泥分散劑，并且隨著水玻璃模數提高，水玻璃的抑制作用和分散能力也隨之增大［7］。 由于該膠磷礦解離度不高、嵌布粒度細且連生體多，因此要求磨礦細度較高，故而產生了較多微細粒礦泥，針對這一特點，選用模數為3.0的水玻璃作為粗選抑制劑，在抑制脈石礦物的同時，可有效分散礦泥。 在磨礦細度-0.074 mm 粒級占98.57%，捕收劑MG-2 用量1.50 kg/t 條件下，加入Na2CO32 kg/t控制礦漿pH 值在9.8 左右，進行了粗選水玻璃用量條件試驗，結果見圖2。

圖2 高模水玻璃用量試驗結果

由圖2 可知，當控制礦漿pH 值在9.8 左右時，隨著水玻璃用量提高，精礦P2O5品位持續增長，而回收率逐漸減少。 綜合考慮，確定水玻璃用量為7.60 kg/t，此時精礦P2O5品位及回收率分別為23.16%和88.18%。

2.1.2 MG-2 用量試驗

在粗選磨礦細度-0.074 mm 粒級占98.57%，Na2CO3用量2.00 kg/t，高模水玻璃用量7.60 kg/t 條件下，探索了粗選MG-2 用量，結果見圖3。 分析圖3 可知，粗精礦P2O5品位隨MG-2 用量增加而降低，回收率隨MG-2 用量增加而升高；當MG-2 用量為1.5 kg/t 時，P2O5品位和回收率分別為23.10%和87.95%。 確定粗選MG-2 最佳用量為1.5 kg/t。

圖3 MG-2 用量試驗結果

2.2 反浮選脫鎂試驗

入選原礦中MgO 含量為2.34%，經正浮選一次粗選一次精選后得到的精礦中MgO 含量為3.27%，不利于下游磷化工生產，考慮添加反浮選脫鎂作業。 白云石作為該礦石中的主要含鎂礦物，其天然可浮性與磷灰石相近，故可調整pH 值至酸性以抑制磷礦物，再用陰離子捕收劑MG-7 浮選白云石，從而達到脫鎂的目的［8］。

2.2.1 H2SO4用量試驗

脫鎂作業選用H2SO4為pH 調整劑，同時也可充當磷礦抑制劑，在正浮選脫硅試驗最優條件基礎上，選定H3PO4用量3.0 kg/t、MG-7 用量0.75 kg/t，探索了反浮選脫鎂作業中H2SO4用量對浮選指標的影響，結果見圖4。

分析圖4 可知，隨著H2SO4用量增大，精礦P2O5品位先上升后下降，而回收率逐漸提高；當H2SO4用量為6 kg/t 時，磷精礦P2O5品位30.28%、回收率70.10%。繼續增加H2SO4用量，P2O5回收率基本不變，但品位下降較大，故確定H2SO4用量為6 kg/t。

2.2.2 H3PO4用量試驗

H2SO4、MG-7 用量分別為6.0 kg/t 和0.75 kg/t，探索了H3PO4用量對反浮選脫鎂效果的影響，結果見圖5。

圖5 H3PO4 用量試驗結果

由圖5 可知，精礦P2O5品位隨H3PO4用量增加呈先升高后降低趨勢，在H3PO4用量為3 kg/t 時，磷精礦P2O5品位和回收率分別為30.28%和70.10%，因此選定H3PO4用量為3 kg/t。

2.2.3 MG-7 用量試驗

H2SO4、H3PO4用量分別為6 kg/t 和3 kg/t，進行了反浮選脫鎂MG-7 用量試驗，結果見圖6。

圖6 MG-7 用量試驗結果

由圖6 可知，MG-7 用量越大，精礦P2O5品位越高、回收率越低；在MG-7 用量達到0.50 kg/t 時，磷精礦P2O5品位和回收率分別為30.28%和70.10%；繼續增大MG-7 用量，P2O5品位增幅不大且回收率繼續降低，因此選定反浮選脫鎂試驗MG-7 用量為0.50 kg/t。

2.3 閉路試驗

根據開路試驗結果確定了閉路試驗流程并進行了試驗，結果見表2，試驗流程見圖7。

表2 閉路試驗結果

圖7 閉路試驗流程

由表2 可知，在原礦P2O5品位18.60%時，采用圖7 所示的正-反浮選流程處理原礦石后，可以獲得P2O5品位28.64%、回收率78.26%、MgO 含量0.88%的磷精礦。

3 結 論

1） 某低品位膠磷礦中主要有用礦物為碳氟磷灰石，脈石礦物主要有石英、白云石以及少量白云母、長石和黃鐵礦等。 試樣屬高硅低鎂型低品位膠磷礦。

2） 在磨礦細度-0.074 mm 粒級占98.57%的情況下，采用一粗一精一掃正浮選脫硅與一段反浮選脫鎂閉路聯合流程，有效實現了磷灰石與脈石礦物的分離，最終獲得了P2O5品位28.64%、回收率78.26%、MgO含量0.88%的磷精礦。