膠磷礦預先脫泥-浮選試驗研究①

2022-05-12 05:44:12劉潤哲

礦冶工程 2022年2期

李寧，劉潤哲，2

（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）

磷礦是一種不可再生的戰略性礦產資源，應用領域廣泛。我國磷礦資源富礦少、貧礦多，選礦是高效利用中低品位磷礦的主要技術手段［1－5］。磷礦選礦主要包含磨礦分級和浮選兩個工序。磨礦是浮選前必要的準備作業，磨機電耗占選廠能耗的30%～75%，磨機負荷直接決定了選廠負荷，磨礦效果直接影響著選礦指標和選廠經濟效益［6－8］。磷礦浮選有單一正浮選、單一反浮選、兩步浮選法等［1］，單一正浮選和單一反浮選成本較低，而兩步浮選法成本較高。某磷礦選廠采用兩段閉路磨礦、單反浮選工藝。流程考察分析結果表明，入磨原礦中－0.074 mm 粒級含量7.78%，這部分礦石品位低、泥質含量大，對磨礦和浮選均會造成不利影響。為有效解決該問題，本文結合生產工藝，開展了脫泥磨礦分級-浮選工藝試驗研究，以期提高磨礦效率和提高浮選效果。

1 原礦性質

礦樣取自破碎產品皮帶樣，每0.5 h 取樣一次，取樣時長12 h。樣品粒度分析以及主要元素在各粒級中的分布情況見表1。從表1可以看出，樣品中－0.074 mm粒級含量7.05%、P2O5品位13.87%，遠遠低于樣品的P2O5品位（20.51%）。如果能在入磨前預先把－0.074 mm粒級礦樣分離出來，一是可以提升磨機負荷，二是可以減少細粒級對磨礦的不良影響、提高磨礦效率；把－0.074 mm 粒級礦樣單獨分離出來浮選，也可提高＋0.074 mm 粒級礦樣的選礦效率。

表1 原礦粒度組成及主要元素粒級分布情況

2 試驗方法

2.1 試驗設備

試驗主要設備包括顎式破碎機、標準分樣篩、球磨機、恒溫水浴鍋、分樣機、浮選機、磁力攪拌器、真空過濾機、電熱恒溫干燥箱等。

2.2 試驗試劑

試驗試劑包括捕收劑YP6（常溫下為固狀塑性脂肪，含固量25%左右，呈弱堿性，凝固點40 ℃）、抑制劑YP3（主要成分為濃度25%左右的磷酸）、調整劑YP4（主要成分為濃度98%的濃硫酸），均為自主研發的藥劑。

2.3 試驗方法

將原礦中－0.074 mm 粒級礦樣分離出來，并對＋0.074 mm 粒級礦樣進行磨礦，再對兩個粒級分別進行浮選。同時進行了全粒級磨礦-浮選試驗，并對比了兩種工藝的指標。試驗流程見圖1。

圖1 試驗流程

3 試驗結果及分析

3.1 脫泥-磨礦試驗

在磨礦條件完全相同的情況下，使用XMQΦ240×90 錐形球磨機分別對＋0.074 mm 粒級礦樣和全粒級礦樣磨礦至－0.074 mm 粒級占94.14%，分別記錄所需磨礦時間，作為磨礦效率的依據。

兩種礦樣的磨礦效率見表2。從表2可以看出，去除了－0.074 mm 粒級礦樣的影響，－0.074 mm 粒級礦樣磨礦效率提升了8.90%；同時，由于預先分離了部分細粒級礦石，相應地提升了磨機負荷。

表2 礦樣磨礦效率

3.2 脫泥-浮選試驗

3.2.1 ＋0.074 mm 粒級礦樣浮選試驗

磨礦細度－0.074 mm 粒級占94.14%，捕收劑YP6用量3.5 kg/t、調整劑YP4 用量20.0 kg/t，抑制劑YP3用量條件試驗結果見表3。結果表明，YP3 用量2.0 kg/t時，精礦產率較高，其余指標相差不大。適宜的YP3用量為2.0 kg/t。

表3 ＋0.074 mm 粒級礦樣抑制劑用量試驗結果

抑制劑YP3 用量2.0 kg/t，其他條件不變，進行了調整劑YP4 用量條件試驗，結果見表4。結果表明，YP4 用量22.0 kg/t 時，精礦MgO 含量較低，其余指標相差不大。適宜的調整劑YP4 用量為22.0 kg/t。

表4 ＋0.074 mm 粒級礦樣調整劑用量試驗結果

調整劑YP4 用量22.0 kg/t，其他條件不變，進行了捕收劑YP6 用量條件試驗，結果見表5。結果表明，YP6 用量3.5 kg/t 時，精礦MgO 含量較低、產率較高。適宜的捕收劑YP6 用量為3.5 kg/t。

表5 ＋0.074 mm 粒級礦樣捕收劑用量試驗結果

3.2.2 －0.074 mm 粒級礦樣浮選試驗

不磨礦條件下，對－0.074 mm 粒級礦樣進行了浮選藥劑用量單因素條件試驗，結果見表6。從表6可以看出，適宜的藥劑制度為：抑制劑YP3 用量2.0 kg/t，調整劑YP4 用量20.0 kg/t，捕收劑YP6 用量5.0 kg/t。

表6 －0.074 mm 粒級礦樣藥劑用量試驗結果

3.3 全粒級礦樣浮選試驗

磨礦細度－0.074 mm 粒級占94.14%條件下，對全粒級礦樣進行了浮選藥劑用量單因素條件試驗，結果見表7。從表7可以看出，適宜的藥劑制度為：抑制劑YP3 用量2.0 kg/t，調整劑YP4 用量22.0 kg/t，捕收劑YP6 用量4.0 kg/t。

表7 全粒級礦樣藥劑用量試驗結果

3.4 對比分析

按以上試驗確定的適宜藥劑制度進行了驗證試驗，結果見表8。從表8可以看出，－0.074 mm 粒級礦樣原礦P2O5品位13.87%，不磨礦直接浮選可以獲得精礦產率56.16%、P2O5品位19.91%、MgO 含量0.86%、P2O5回收率80.66%；＋0.074 mm 粒級礦樣原礦P2O5品位21.01%，經磨礦-浮選可以獲得精礦產率62.22%、P2O5品位29.16%、MgO 含量0.98%、P2O5回收率86.35%；兩者的綜合精礦產率61.94%、P2O5品位28.51%、MgO 含量0.97%、P2O5回收率86.11%。全粒級浮選可以獲得精礦產率61.48%、P2O5品位27.60%、MgO 含量1.07%、P2O5回收率82.74%。與全粒級浮選指標相比，脫泥分別浮選的精礦、尾礦指標更好，產率提高了0.46個百分點，回收率提高了3.37個百分點，調整劑用量下降了0.64%，捕收劑用量下降了9.75%。這有利于降低選廠成本、提高效益。