云南某含鐵磷礦可選性實驗研究

康鵬鵬，陳雙貴，鄧桂菊

（云南磷化集團有限公司 安寧礦業分公司，云南 安寧 650300）

云南是我國的磷資源大省之一，也是國家級磷復肥基地和磷化工產品的主要產地，磷資源消耗量極大。據不完全統計，云南省每年高品位磷資源消耗量在1 500萬t以上。隨著多年的大規模開發，高品位的優質富礦和簡易擦洗礦急劇減少，開發利用中低品位磷資源已成為趨勢。近年來，云南省中低品位膠磷礦的開發利用得到了迅速發展，但中低品位磷資源的儲量有限，雖然目前磷資源并不短缺，但未來一定會受到磷危機的威脅［1］。為了我國農業生產的可持續發展，探索研究各類磷礦石的開發利用是磷資源開發利用技術儲備的當務之急。為此，筆者對云南某含鐵磷礦石可選性進行了研究，該礦石采用洗礦—磁選—浮選聯合工藝綜合回收磷、鐵兩種產品，并獲得了較好的實驗結果。

1 礦石性質

礦樣為某工藝磷尾礦，粒度均勻，磷礦物賦存狀態主要為磷灰石，外觀呈棕褐色礦粉狀，含有云母類礦物，用磁鐵檢驗含有磁性礦物，初步判斷屬磁鐵礦類礦物，原礦主要化學成分分析結果見表1。

由表1 可知，該礦石中的Fe2O3和P2O5含量較高，用磁鐵可吸出部分礦石，故推測可供回收的有用礦物為磷礦和鐵礦物。

表1 原礦主要化學成分 %

2 選礦工藝實驗研究

2.1 礦石可選性探索

實驗最先選用磁選將該礦樣中的磁性礦物分離，然后磨細進行磷礦物的可選性研究。為了探索除去SiO2和MgO雜質的可能性，分別采取單一正浮選（除去SiO2雜質）和單一反浮選（除去MgO 雜質）2種選礦工藝，其實驗結果見表2。

表2 單一正浮選、單一反浮選探索實驗結果 %

由表2可知，單一正浮選或單一反浮選的浮選工藝都不能有效去除礦石中的SiO2和MgO雜質，所獲得的磷精礦產品也不符合酸法加工磷礦石的質量要求［2］。

2.2 原礦洗礦篩分

單純的浮選工藝不能使磷礦物得到合格有效的富集，初步判斷由于原礦粒度細，鐵、鋁含量高，可能含有泥質礦物干涉浮選過程，為此對原礦進行了洗礦篩分，結果見表3。

表3 原礦洗礦篩分結果

由表3可知，原礦中＜0.037 4 mm的細粒級顆粒占比為18.18%，其w（P2O5）僅為4.21%，且鐵、鋁倍半氧化物和硅酸鹽含量較高。因此，有必要預先脫除鐵、鋁，以防止其干擾浮選過程。

2.3 礦石磁選

由于礦石中Fe2O3含量較高且呈較強磁性，故將≥0.037 4 mm 粒級物料自然干燥后用磁鐵以人工方式吸出磁性物料，磁性物料和非磁性物料的化學組分分析結果見表4。

表4 樣品中≥0.037 4 mm粒級磁性物料和非磁性物料的化學組分 %

由表4可知，約98%的磷礦物存在于非磁性物料中，近80%的鐵礦物存在于磁性物料中；分離得到的磁性物料中w（Fe2O3）高達83.15%，作為鐵精礦回收利用；排除磁性物料后，非磁性物料的P2O5含量明顯提高，Fe2O3含量明顯降低，為后續選別作業提供了良好的條件。

2.4 磷礦物浮選

浮選采用的藥劑有：礦漿pH調整劑碳酸鈉，硅酸鹽礦物抑制劑水玻璃，含鎂礦物抑制劑NO-2，磷礦物捕收劑HP。

實驗原礦采用≥0.037 4 mm 粒級非磁性物料，在磨礦細度≤0.074 mm占比為84.5%的條件下，采用1粗1精1掃的磷酸鹽浮選工藝流程回收磷礦物，同時進行浮選溫度、NO-2 添加與否及添加點的實驗。RN-1，礦漿加熱到39 ℃浮選，NO-2添加于磨礦作業；RN-2，礦漿加熱到39 ℃浮選，NO-2添加于浮選作業；RN-3，常溫浮選（17～18 ℃），NO-2添加于浮選作業；RN-4，礦漿加熱到39 ℃浮選，不添加NO-2。實驗結果見表5。

表5 浮選實驗結果 %

由表5可知，常溫浮選結果，缺乏規律性，實驗效果不好，加熱浮選結果優于常溫浮選；將NO-2添加在磨礦作業可以提高磷精礦產品質量。對脫泥后的非磁性物料，在礦漿加熱到39 ℃、在磨礦作業添加含鎂礦物抑制劑NO-2時，用1粗1精1掃的磷酸鹽浮選工藝可以獲得高質量的磷精礦產品。磷精礦P2O5品位可達35%以上，浮選作業的P2O5回收率為85% ～90% （總P2O5回收率為80% ～83%）。所得磷精礦產品質量可以滿足酸法加工［2］的要求。

3 結論

含鐵磷礦樣品中含有近1/4 的鐵磁性礦物，為了提高資源利用率、降低生產成本，必須充分利用該鐵磁性礦物。

可選性實驗研究結果表明：采用洗礦—磁選—浮選聯合流程可有效回收含鐵磷礦中的鐵礦物和磷礦物，在優化條件下，可獲得w（P2O5）35%以上的磷精礦產品；浮選作業P2O5回收率達85% ～90%。加熱浮選優于常溫浮選，適當添加含鎂礦物抑制劑有利于提高磷精礦質量。