云南海口某中低品位膠磷礦雙反浮選工藝研究

何海濤，張 華，楊穩權，蔡忠俊

(1.云南磷化集團有限公司，云南 昆明 650600；2.國家磷資源開發利用工程技術研究中心，云南 昆明 650600)

云南磷礦具有資源量大，富礦比例不高，可采儲量較少，能直接加工利用的更少，“豐而不富”；分布相對集中，但極不平衡；成礦年代古老，類型單一，基本上都是沉積型磷塊巖礦床；除少部分低鎂風化富礦外，絕大多數都是嵌布粒度細、有害雜質含量較高的中低品位膠磷礦，可選性差，難分選等方面的特點[1]。云南海口磷礦是云南省重要的一個磷礦資源，屬淺海相沉積型層狀磷塊巖礦床[2]。成礦環境復雜，有用礦物與脈石礦物緊密共生，是公認的難選的磷礦石之一[3]。本試驗針對海口某中低品位鈣硅質膠磷礦礦石采用雙反浮選工藝，獲得較好的選礦指標，為該礦石的開發利用提供參考。

1 礦石性質

試驗礦樣取自云南海口磷礦。該礦樣工藝礦物學分析表明：該礦石屬于鈣硅質磷塊巖，主要有用礦物為膠磷礦，脈石礦物主要有白云石、石英，其次還有少量方解石、玉髓、鐵碳質礦物、粘土礦物等。礦石中膠磷礦呈碎屑狀、凝膠狀、鮞粒狀，粒徑一般在0.074～0.15 mm，凝膠狀膠磷礦粒徑較大，可達1 mm以上，顆粒中常有白云石、石英、鐵泥質等及其他礦物的塵點狀包體。主要脈石礦物白云石多呈自形半自形的粒狀或不等粒狀，與膠磷礦緊密分布，或成為膠磷礦的交結礦物。次要脈石礦物石英為不規則粒狀，粒徑一般在0.10～0.20 mm。

礦石的多元素分析結果如表1所示。

表1 多元素分析結果

2 浮選工藝探討

該礦石主要脈石礦物為白云石和石英，且礦樣P2O5品位較低，需排除絕大部分碳酸鹽礦物和部分硅酸鹽礦物才能使P2O5得到富集，從而獲得合格的磷精礦。

1)碳酸鹽礦物與磷礦物的分離

試驗礦樣中MgO質量分數高達7.2%，脈石礦物白云石類碳酸鹽脈石礦物含量高。白云石類碳酸鹽型礦物可浮性較好，可在酸性條件下優先浮起大部分碳酸鹽型礦物，該浮選工藝符合“浮易抑難”的選礦原則。

2)硅酸鹽礦物與磷礦物的分離

脫除白云石類碳酸鹽型礦物后，磷礦物得到富集的同時，精礦中石英等脈石礦物的含量也會增加。脫除大部分的碳酸鹽型礦物的精礦的P2O5，已經接近合格品位，只需除去少量脈石礦物石英就可以進一步富集磷精礦。采用反浮選浮起石英類脈石礦物，符合“浮少抑多”的選礦原則，是膠磷礦浮選脫硅較為理想的工藝，具有藥劑用量少、工藝流程簡單等優點[4]。

綜合上述兩點的分析可知，該礦樣較為合理的浮選流程應為雙反浮選工藝，先反浮選排除絕大部分碳酸鹽類脈石礦物，再反浮選排除部分石英就能達到富集磷礦的目的，獲得合格精礦。

3 試驗結果與討論

3.1 磨礦細度試驗

有用磷礦物與脈石礦物是否單體解離是影響浮選指標的關鍵因素之一[5]，本試驗在同一浮選條件下進行磨礦細度試驗，磨礦細度試驗結果見圖1。

圖1 磨礦細度試驗結果圖

由圖1看出，隨著磨礦細度增加，精礦P2O5品位增加，當磨礦細度(粒徑≤0.074mm的比例)占92.5%時，精礦品位最高，有用磷礦物與脈石礦物達到最大程度的解離，因此，確定本試驗研究的磨礦細度(粒徑≤0.074mm的比例)占比92.5%。

3.2 反浮選脫除白云石

3.2.1 反浮選抑制劑硫酸用量

反浮選粗選以硫酸和磷酸作為礦漿pH調整劑和磷礦物的抑制劑，在弱酸性環境下用脂肪酸捕收劑浮出白云石，將磷礦物富集于浮選槽內，其最大優點是可進行常溫浮選并有利于精礦產品的后續處理[6]。一次脫鎂粗選采用磷酸、硫酸混合酸作為抑制劑，在磷酸用量為3 kg/t條件下進行硫酸用量試驗，結果見圖2。

由圖2可知，隨著硫酸用量增加，精礦回收率逐漸上升，精礦P2O5品位呈下降趨勢。綜合精礦指標考慮，硫酸用量以8 kg/t為宜。

圖2 硫酸用量試驗結果圖

3.2.2 反浮選脫鎂捕收劑YP用量

反浮選粗選脫鎂采用云南磷化集團有限公司工業用YP型脂肪酸類捕收劑，試驗結果見圖3。

由圖3看出，隨著捕收劑用量增加，精礦P2O5品位呈升高趨勢，回收率呈下降趨勢。綜合考慮，粗選作業捕收劑YP用量確定為1.1 kg/t。

圖3 捕收劑YP用量試驗結果圖

3.2.3 反浮脫鎂精選和掃選

為提高粗精礦P2O5品位，脫鎂粗選后，添加 0.5 kg/t 捕收劑進行脫鎂精選，精選精礦進入反浮選脫硅。為盡量回收有用礦物，精選尾礦經過一次掃選后，中礦返回到粗選，掃選尾礦與粗選尾礦合并為脫鎂尾礦排除。

3.3 反浮脫硅捕收劑GP用量

用醚胺類捕收劑GP反浮選脫硅，本試驗試在pH為8的礦漿環境中進行反浮選脫硅。試驗結果見圖4。

圖4 捕收劑GP用量對精礦指標的影響

由圖4可知，隨著GP用量增加，精礦P2O5品位逐漸提高，精礦回收率逐漸降低，當GP用量為0.2 kg/t時，精礦品位達到要求。因此，確定GP用量選擇0.2 kg/t。

3.4 閉路試驗

在確定了浮選流程和工藝條件的基礎上進行了閉路試驗。試驗流程及工藝條件如圖5，試驗結果見表2。

圖5 閉路試驗流程及工藝條件

表2 閉路試驗結果 %

4 結語

1)該礦樣P2O5品位18.14%，MgO品位7.20%，SiO2品位15.87%，屬中低品位鈣硅質膠磷礦。礦石中的有用礦物主要是碎屑狀、凝膠狀、鮞粒狀的膠磷礦，脈石礦物主要是呈自形半自形的粒狀或不等粒狀的白云石和粒徑0.10～0.20 mm不規則粒狀的石英。

2)針對該中低品位鈣硅質膠磷礦的原礦性質，確定采用雙反浮選工藝。當磨礦細度(粒徑≤0.074mm的比例)占92.69%時，采用“一粗一精一掃反浮選脫鎂、一次反浮選脫硅”的工藝流程試驗，可得到精礦P2O5品位為28.89%，MgO品位為0.90%，SiO2品位為15.93%，P2O5回收率為78.14%的浮選指標。

3)試驗使用的陰離子捕收劑YP選擇性強，泡沫流動性好，脫鎂率為91.33%；而使用的醚胺類脫硅捕收劑GP脫硅效果不理想，回收率損失較多，且泡沫發黏，不易操作。如果要將雙反浮選流程應用到生產中，需要開發選擇性良好的脫硅捕收劑或者研究其他工藝，解決泡沫發黏問題。