X 射線分選技術在磷礦石選礦中的應用分析

毛仕菊

（甕福集團產品部，貴州 貴陽 550501）

引言：磷礦石有著十分廣泛的用途，不僅可用來提取磷酸、黃磷、碳酸以及其他磷化合物，還能用來制取磷肥，是我國農業生產以及工業生產中不可缺少的資源。但就目前來看，我國雖然有著豐富的磷礦資源，但基本絕大部分都為中低品位難選礦石，難以滿足實際生產的需求。針對這種情況，必須要加大選礦技術的應用及研究力度，以便甄選出高品質的磷礦石，滿足市場的需求，從而為我國社會經濟的高效發展提供必要的資源支持。出于這樣的目的，本文就磷礦石選礦中X 射線分選技術的應用進行研究，具有一定的客觀實在性和社會緊迫感。

一、試驗礦樣

（一）原礦多元素分析

表1：原礦多元素分析結果

（二）礦石類型及特征

試樣組成礦物主要有三大類，分別為碳酸鹽礦物（微晶方解石和細或微晶白云石）、磷酸鹽礦物（膠態氟磷灰石）、硅質及硅酸礦物（微量水云母、玉髓等）。其中，占比最大的是礦石礦物量，可達到97%以上，剩余占比不到3%的分別有微量或少量的褐鐵礦、黃鐵礦、炭質等。

（三）原礦X 衍射分析

原礦在經過X 衍射分析后，其結果表明：白云石、磷灰石以及石英是原礦中的主要礦物。其他礦物中，除水云母略出現衍射線之外，褐鐵礦、黃鐵礦等都并未見到明顯的衍射線。

（四）原礦礦物組成及含量

為對礦石中各主要成分的礦物特性及含量作以了解，需開展必要的礦物顯微鑒定探究。表2 為個礦物質量分數及組成。通過對表2 的觀察可知，白云石、膠態磷灰石以及石英等，是原礦中主要礦物的組成部分。

表2：原礦礦物組成及質量分數分析結果 單位：%

（五）原礦粒度組成分析

對原礦中的脈石礦物及目的礦物在各粒級中的回收率及組成進行考察，則需要對-2mm 原礦予以粒度組成分析。最終結果顯示：每個粒級中P2O5、SiO2、MgO 的質量分數并未發生較大的變化。

二、選礦試驗

按不同結構構造、不同礦石成分、不同賦存狀態等，可將磷礦石分成不同類型，主要包括有鎂質磷塊巖、硅質磷塊巖、鎂（硅）質磷塊巖、硅（鎂）質磷塊巖等。而本次主要選用鎂硅質磷塊巖為研究對象。在光電選礦技術中選用物理選礦作為本次的選礦工藝，以保證不會危害到周邊生態環境，同時還可使礦石的產能增加，入選品味提高，屬于一種綠色環保的選礦工藝。在低品位磷礦及拋尾富集階段應用光電選礦技術，可取得十分顯著的效果。本次研究中，分別選用X 射線輻射分選工藝與浮選法工藝作以分析比較，以便證明X 射線輻射分選工藝的有效性。

（一）浮選試驗

圖1：浮選閉路試驗流程

根據不同的礦石性質，在前期進行除硅脫鎂探索性試驗中采用3 個工藝方案，分別為雙反浮選、單一反浮選、正反浮選。最終得出，這3 中工藝方案中，除硅脫鎂效果最好的是正反浮選工藝，故而可優先選用。在應用此工藝的過程中，需要對其中采用的捕收劑與抑制劑的用量、種類以等條件開展相應的試驗研究。圖1 為正反浮選脫鎂除硅閉路試驗工藝流程及相關參數，表3 為采用該工藝的試驗結果。

表3：正反浮選閉路試驗結果 單位：%

通過對表3 的觀察可知，將正反浮選閉路工藝應用于鎂硅質礦石中，可獲得P2O5回收率80.61%、品味30.56%的磷精礦產品。雖然能取得很好的選礦技術指標，但需采用較為復雜的工藝，其中所要使用較多種類的藥劑，且用量較高。

（二）X 射線輻射分選試驗

在礦石預分選富集階段，主要選用X 射線輻射選礦方法，其對于低品位礦石，可通過拋尾來提升入選品味。對于高品位礦石，可通過富集使產品的合格性得以保證。正因為如此，使得這種種選礦工藝得到了廣泛的應用。在本研究中，對磷礦中石英脈石的去除可應用X 射線輻射分選法開展相關試驗。圖2 為具體實驗流程，表4為最終試驗結果。

圖2：X 射線輻射分選試驗流程

表4：X 射線輻射分選試驗結果 單位：%

通過對表4 的觀察可知，磷礦石在經過X 射線分選后，在對SiO2的脫除上可取得明顯的效果，脫除率可高達68.69%，進而使產品的品位得到有效的提高，SiO2的質量分數得以大幅度降低。

（三）試驗分析對比

試驗中，在對X 射線輻射分選這一工藝應用后，可將28.64%的粗粒尾礦拋掉，尾礦中SiO2質量分數達到51.73%，在尾礦中有68.69%的占比，能取得顯著的脫硅效果。同時，在后續加工階段，并不會將這些硅質尾礦摻入，可使設備的產能得到極大的提高。通過兩種選礦工藝的對比可發現，采用正反浮選工藝，磷精礦產品的P2O5 品位為30.56%，回收率為80.61%。而采用X 射線輻射分選工藝，磷精礦產品的P2O5品位提升至34.58%，回收率也降低至80.52%。由此可見，相比于正反浮選工藝，X 射線輻射分選工藝的脫硅效果較強。

三、結論

1.試樣中SiO2的質量分數為21.43%，P2O5的質量分數為19.52%，MgO 的質量分數為4.87%，且都屬于鎂硅質磷塊巖。其中，95%以上的SiO2會以石英的形式產出。

2.在試驗中通過對X 射線選礦法的有效應用，能夠將28.64%的粗粒尾礦拋掉，不僅能使入選目的礦物質品位和精礦產品質量提高，還能使未處理礦石中P2O5的回收率降低。

3.經過X 射線輻射選礦法進行拋尾后，可使磷礦石的選廠處理能力增強。同時，還能提高生產效率，實現節能降耗。該選礦工藝具有較高的實用價值，值得在其他選礦企業大面積推廣，以此來提升我國相關礦石企業的整體加工水平。