磷礦脫鎂尾礦P2O5含量高的原因分析和優(yōu)化措施

阮長(zhǎng)希，李彥春，王思祥，唐湘林

（云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開(kāi)遠(yuǎn) 661699）

磷礦作為一種重要的化工原料礦物，主要用于制造磷肥、磷酸、純磷、化工原料及動(dòng)物飼料等，具有不可再生性［1］。我國(guó)磷資源雖然豐富，儲(chǔ)量居世界第二位，但80%的磷資源為中低品位磷礦石，目前對(duì)這些中低品位磷礦石多采用浮選法處理，因此產(chǎn)生大量的磷礦浮選尾礦［2］。在資源日益匱乏的今天，探索磷礦脫鎂尾礦的成分和工藝控制指標(biāo)，對(duì)降低尾礦中P2O5含量，提高資源利用率具有十分重要的意義。

1 尾礦組分分析

云南云天化紅磷化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)公司）磷礦脫鎂裝置于2017年4月技改投產(chǎn)。公司磷礦脫鎂裝置有兩個(gè)系列，分別為老系列和新系列，均采用一次粗選、一次掃選的反浮選工藝流程，老系列產(chǎn)能為新系列的2倍。研究尾礦樣從掃選泡沫匯聚點(diǎn)取樣，磨礦礦漿溢流細(xì)度≤0.074 mm占比為70%以上，取樣比例m（老系列）/m（新系列）=2，取樣頻率為每2 h取1次，將每個(gè)操作班8 h 所取4 次樣混合得到1 個(gè)樣品，連續(xù)取樣72 h。脫鎂尾礦P2O5、MgO指標(biāo)見(jiàn)表1。

編號(hào)編號(hào)12345 w（P2O5）/%9.28 8.52 8.78 10.04 9.14 w（MgO）/%14.01 15.03 13.62 13.32 13.53 6789 w（P2O5）/%9.49 9.04 8.54 8.41 w（MgO）/%14.07 13.53 14.42 14.45

將9個(gè)班尾礦樣品混合得到的尾礦綜合樣進(jìn)行多元素分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

w（P2O5）8.82 w（MgO）14.54 w（Fe2O3）0.81 w（Al2O3）0.66 w（CaO）36.25 w（SiO2）6.83

2 尾礦細(xì)度對(duì)尾礦P2O5含量的影響

對(duì)尾礦進(jìn)行篩分分析，粒級(jí)分布及指標(biāo)見(jiàn)表2。

從表2粒度篩析結(jié)果可以看出，浮選機(jī)尾礦粒度越粗，P2O5含量越高，主要原因是粗粒級(jí)礦物單體解離較差，必須控制磷礦磨礦礦漿細(xì)度，提高磷礦單體解離度，降低尾礦細(xì)度，才能有效降低尾礦P2O5含量。

粒級(jí)/mm＞0.074＞0.045～0.074＞0.038～0.045＞0.025～0.038≤0.025占比/%28.23 14.42 15.79 4.19 37.37 w（P2O5）/%12.28 10.03 7.04 5.79 5.59 w（MgO）/%12.69 13.27 15.29 16.47 16.29 w（Fe2O3）/%0.67 0.68 0.76 0.77 0.93 w（Al2O3）/%0.52 0.45 0.54 0.54 0.82

3 pH控制對(duì)尾礦P2O5含量的影響

對(duì)掃選排出的尾礦進(jìn)行再選實(shí)驗(yàn)，通過(guò)加酸作為抑制劑調(diào)漿，降低pH，與未加酸直接進(jìn)行再選實(shí)驗(yàn)比較，結(jié)果見(jiàn)表3。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)藥劑用量/（kg·t-1）pH產(chǎn)品1 2 02 4.9 4.3精礦尾礦精礦尾礦w（P2O5）/%13.32 6.00 14.57 4.90 w（MgO）/%9.50 17.82 9.73 17.82 w（Fe2O3）/%1.27 0.70 1.25 0.70 w（Al2O3）/%1.43 0.49 1.40 0.49產(chǎn)率/%35.23 64.77 36.20 63.80

實(shí)驗(yàn)表明，尾礦不加酸再選，分選效果較差，添加酸2.0 kg/t，pH 控制在4.3 左右分選效果較好，精礦產(chǎn)率提高、品位升高，尾礦w（P2O5）降至4.90%，降低掃選pH可以有效降低尾礦P2O5含量。

4 掃選泡沫層厚度控制對(duì)尾礦P2O5含量的影響

在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，現(xiàn)場(chǎng)控制調(diào)整掃選浮選機(jī)泡沫層厚度，控制尾礦排出量，進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。取不同泡沫層厚度樣品進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

試驗(yàn)序號(hào)1尾礦泡沫層厚度/mm 200 2 160 3 120項(xiàng)目精礦尾礦合計(jì)精礦尾礦合計(jì)精礦尾礦合計(jì)w（P2O5）%17.31 6.10 8.65 18.11 6.17 8.61 19.67 5.93 8.58 w（MgO）%8.07 16.60 14.66 5.62 17.22 14.85 3.80 17.16 14.82產(chǎn)率/%22.77 77.23 100.00 20.41 79.59 100.00 18.83 82.17 100.00

試驗(yàn)表明，掃選泡沫層越厚，精礦產(chǎn)率越高，但是掃選泡沫層太厚，精礦品位下降、MgO指標(biāo)上升較大，對(duì)精礦漿產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。浮選機(jī)泡沫厚度控制在160 mm，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。因此磷礦掃選過(guò)程中掃選泡沫層厚度控制在160 mm左右較好。

5 優(yōu)化措施

（1）磨礦細(xì)度控制。嚴(yán)格按m（補(bǔ)水量）：m（投礦量）=3 ∶1 對(duì)磨機(jī)補(bǔ)水，按1.5 年1 個(gè)周期定期更換旋流器，每2 h 分析1 次磨礦旋流溢流指標(biāo)，確保礦漿細(xì)度≤0.074 mm占比75% ～ 80%。

（2）浮選機(jī)掃選pH 控制。在掃選攪拌槽新增加酸裝置，調(diào)整浮選機(jī)掃選pH 控制在4.3～4.5 范圍內(nèi)。

（3）浮選機(jī)掃選泡沫層厚度控制。新增浮選機(jī)浮球液位計(jì)，通過(guò)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)浮選機(jī)掃選泡沫層厚度，設(shè)定泡沫層厚度值（160 ± 10）mm，氣動(dòng)閥自動(dòng)根據(jù)液位調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度。

6 效果驗(yàn)證

通過(guò)調(diào)整控制礦漿細(xì)度≤0.074 mm 占比75% ～80%、掃選礦漿pH4.2和泡沫層厚度160 mm等優(yōu)化工藝指標(biāo)，取樣跟蹤浮選機(jī)排出尾礦指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表5。

編號(hào)編號(hào)1234567 w（P2O5）%6.78 7.12 6.49 7.52 6.76 7.50 6.39 w（MgO）%17.63 16.93 17.37 16.69 17.04 16.72 17.24 891 0 11 12平均w（P2O5）%6.92 6.97 6.55 7.37 7.31 6.97 w（MgO）%16.83 16.86 17.26 16.56 16.56 16.97

由表5可知，優(yōu)化工藝控制指標(biāo)后，尾礦w（P2O5）基本能控制在7%左右，較優(yōu)化前下降1.85 個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到了降低尾礦品位、提高資源利用率的目的。

7 結(jié)語(yǔ)

在磷礦反浮選脫鎂過(guò)程中，通過(guò)控制調(diào)整磨礦礦漿細(xì)度≤0.074 mm 占比≥75%、掃選加酸控制pH 4.3 左右，并合理控制掃選泡沫層厚度和尾礦排出量，可以有效地降低尾礦P2O5含量，提高磷礦資源的綜合利用率。