捕收劑HSP-3在磷礦反浮選工藝中的應用

劉 亭，姜振勝，安 平，孫建業

（湖北大峪口化工有限責任公司，湖北 鐘祥 432910）

湖北省鐘祥市某磷化企業（以下簡稱公司）擁有胡集和王集兩大礦區，磷礦石資源豐富，但其礦石結構構造復雜，導致不同礦層和采礦區域的礦石性質差異很大，致使浮選工藝條件及參數變化較大。為提高磷礦石質量，公司根據礦石性質差異，分別采取正反浮選和單一反浮選工藝實現了精礦富集［1-4］。由于原礦處理量大，礦石性質復雜，公司選礦藥劑用量較大，年藥劑成本在2 000萬元以上。因此，開發適應性好、選擇性高、成本低的浮選藥劑［5-6］，在降低生產成本方面具有重要意義。研究人員通過捕收劑復配表面活性劑，增強水溶性和分散性，提高捕收劑的浮選性能［7-9］，開發了多種新型捕收劑，其中HSP-3捕收劑具有選擇性高、原料獲取簡單、成本低、環境友好等特點。為充分驗證該捕收劑的浮選效果，研究人員選取該公司正在使用的礦石和潛在礦源進行了浮選試驗研究。

1 試驗設備及藥劑

1.1 主要試驗設備及藥劑

主要試驗設備：SP-60×100顎式破碎機，最大進料粒度12 mm，出料粒度1～5 mm，主軋輥轉速186 r/min，貴陽探礦機械廠有限公司；電熱鼓風干燥箱，重慶四達試驗設備有限公司；XMB-70三軸滾筒棒磨機；數顯恒溫水浴鍋；電子天平，梅特勒-托利多集團；多用水環式真空過濾機，武漢探礦機械廠；XFD-63型單槽式浮選機，0.50 L、0.75 L，武漢洛克粉磨設備制造有限公司。

藥劑：H2SO4，工業品，w（H2SO4）98%；捕收劑HSP-3，工業品，質量分數為2.5%。

1.2 試驗方法

試驗在XFD-63型單槽式浮選機上進行，浮選槽體積為0.50 L/0.75 L。稱取原礦300 g，倒入磨礦機中，調節磨礦濃度和時間，磨至適宜細度。磨好的礦漿倒入浮選槽中，注入清水，加入硫酸及捕收劑進行浮選。浮選后精礦、尾礦分別過濾、烘干、稱量、制樣，檢測P2O5和MgO含量，計算產率、回收率。各礦樣分別進行單因素試驗，根據試驗結果確定閉路試驗條件，閉路流程見圖1。

圖1 礦物浮選試驗流程

2 試驗結果及討論

2.1 湖北某ph1層礦浮選試驗

2.1.1 試驗原礦

試驗礦樣取自湖北鐘祥某磷礦，原礦經過破碎，粒徑＜3 mm的顆粒占比100%，用振動制樣機研磨至粒徑＜0.075 mm的顆粒占比98%，然后混樣、取樣檢測。礦物多元素分析結果見表1。

表1 礦物多元素分析結果 %

2.1.2 閉路試驗流程及結果

試驗條件：磨礦細度＜0.075 mm的顆粒占比為82.36%，粗選H2SO4用量42.53 kg/t、捕收劑HSP-3用量0.83 kg/t，掃選硫酸用量3.03 kg/t。

經過一次粗選、一次掃選反浮選脫鎂閉路流程后，能獲得精礦w（P2O5）29.24%、w（MgO）0.56%，精礦產率70.36%，P2O5回收率92.36%的指標。數質量流程見圖2。

圖2 湖北某ph1層礦浮選數質量流程

2.2 湖北某ph3層礦浮選試驗

礦樣為湖北某選廠正反浮選工藝正浮選精礦，經分析該礦樣w（P2O5）29.37%、w（MgO）2.62%。經過單因素試驗確定閉路試驗條件：粗選H2SO4用量36.46 kg/t、捕收劑HSP-3用量0.58 kg/t，掃選硫酸用量3.03 kg/t。

經過一次粗選、一次掃選反浮選脫鎂閉路流程后，能獲得精礦w（P2O5）32.35%、w（MgO）0.64%，精礦產率89.25%，P2O5回收率97.86%的指標。

數質量流程見圖3。

圖3 湖北某ph3層礦浮選數質量流程

2.3 四川某磷礦浮選試驗

2.3.1 試驗原礦

礦樣取自四川雷波某磷礦，原礦經過破碎，粒徑＜3 mm的顆粒占比為100%，用振動制樣機研磨至粒徑＜0.075 mm的顆粒占比98%，然后混樣、取樣檢測。礦物多元素分析結果見表2。

2.3.2 閉路試驗

試驗條件：磨礦細度＜0.075 mm的顆粒占比為89.98%，粗選H2SO4用量30.38 kg/t、捕收劑HSP-3用量0.75 kg/t，掃選硫酸用量9.11 kg/t。

經過一次粗選、一次掃選反浮選脫鎂閉路流程后，能獲得精礦w（P2O5）30.51%、w（MgO）0.70%，精礦產率65.65%，P2O5回收率89.02%的指標。數質量流程見圖4。

圖4 四川某磷礦浮選數質量流程

2.4 貴州某磷礦浮選試驗

2.4.1 試驗原礦

礦樣取自貴州織金某磷礦，原礦經過破碎，粒徑＜3 mm的顆粒占比為100%，用振動制樣機研磨至＜0.075 mm的顆粒占比98%，然后混樣、取樣檢測。礦物多元素分析結果見表3。

表3 礦物多元素分析結果 %

2.4.2 閉路試驗

試驗條件：磨礦細度＜0.075 mm的顆粒占比為81.23%，粗選H2SO4用量24.24 kg/t、捕收劑HSP-3用量0.92 kg/t，掃選硫酸用量6.06 kg/t。

數質量流程見圖5。

圖5 貴州某磷礦浮選數質量流程

經過一次粗選、一次掃選反浮選脫鎂閉路流程后，能獲得精礦w（P2O5）34.93%、w（MgO）0.61%，精礦產率55.10%，P2O5回收率88.49%的指標。

3 結論

（1）以HSP-3作為捕收劑，對于湖北某ph1層礦，在原礦w（P2O5）22.27%、w（MgO）3.72%，磨礦細度＜0.075 mm的顆粒占比為82.36%的條件下，經一次粗選、一次掃選單一反浮選作業后，可獲得精礦w（P2O5）29.24%、w（MgO）0.56%，P2O5回收率92.36%的指標；

（2）以HSP-3作為捕收劑，對于湖北某ph3層礦正浮選精礦，在原礦w（P2O5）29.50%、w（MgO）2.50%的條件下，經一次粗選、一次掃選單一反浮選作業后，可獲得精礦w（P2O5）32.35%、w（MgO）0.64%，P2O5回收率97.86%的指標；

（3）以HSP-3作為捕收劑，對于四川某磷礦，在原礦w（P2O5）22.50%、w（MgO）5.57%，磨礦細度＜0.075 mm的顆粒占比為89.98%的條件下，可獲得精礦w（P2O5）30.51%、w（MgO）0.70%，P2O5回收率89.02%的指標；

（4）以HSP-3作為捕收劑，對于貴州某磷礦，在原礦w（P2O5）21.75%、w（MgO）6.57%，磨礦細度＜0.075 mm的顆粒占比為81.23%的條件下，可獲得精礦w（P2O5）34.93%、w（MgO）0.61%，P2O5回收率88.49%的指標；

（5）HSP-3捕收劑適應性好、選擇性高，具有良好的應用前景。