云南某碳質膠磷礦浮選工藝探索

楊穩權，張 華，何海濤，蔡忠俊，楊明芳

（1.云南磷化集團有限公司 研發中心，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）

云南是磷資源大省，磷資源主要聚集在滇池周邊區域［1］。由于開采、加工、運輸等條件較好，云南省中低品位膠磷礦浮選技術總體趨于成熟，經濟技術指標較好，但都以反浮選脫除白云石等碳酸鹽礦物富集磷精礦為主，浮選工藝相對簡單，一般為一次粗選一次精選一次掃選流程［2］。筆者根據云南某碳質膠磷礦性質，深度優化浮選工藝流程，有效脫除磷精礦中白云石礦物，降低浮選尾礦品位，為同類礦石的產業化應用提供依據。

1 磷礦石性質

實驗磷礦樣化學多元素分析結果見表1。

表1 磷礦樣化學多元素分析結果 %

由表1 可知，實驗磷礦樣中w（CaO）/w（P2O5）為1.56，屬于碳酸鹽型磷塊巖［3］。磷礦樣呈黑灰色，w（無機碳）為0.86%，為碳質膠磷礦。碳的天然可浮性好，在浮選過程中細粒級碳質礦物吸附在有用礦物和脈石礦物上，降低了礦石的分選性［4］。

2 浮選工藝流程探索

2.1 一次反浮選粗選工藝流程

在磨礦細度≤0.075 mm顆粒占比76.91%、抑制劑硫酸用量16 kg/t、捕收劑NECP用量1.4 kg/t條件下進行一次反浮選粗選實驗，結果見表2。收劑用量下不能將精礦中w（MgO）降至1.5%以下。

表2 一次反浮選粗選實驗結果 %

2.2 預先脫碳-反浮選脫鎂工藝流程

為降低碳質脈石礦物的影響，探索預先脫碳-反浮選脫鎂工藝流程，實驗流程見圖1。

圖1 預先脫碳-反浮選脫鎂工藝流程

2.2.1 磨礦細度實驗

在反浮選脫碳捕收劑2#油用量100 g/t，反浮選脫鎂硫酸用量16 kg/t、捕收劑NECP用量1 kg/t條件下進行磨礦細度實驗，結果見圖2。從圖2 可以看出，隨著≤0.075 mm 顆粒占比增加，精礦w（P2O5）和P2O5回收率增長緩慢。綜合考慮磨礦能耗［5］，確定磨礦細度為≤0.075 mm顆粒占比68.21%。

圖2 磨礦細度對精礦w（P2O5）及P2O5回收率的影響

2.2.2 脫碳捕收劑用量實驗

在磨礦細度≤0.075 mm顆粒占比68.21%，反浮選脫鎂硫酸用量16 kg/t、捕收劑NECP用量1 kg/t條件下進行脫碳捕收劑用量實驗，結果見圖3。

圖3 脫碳捕收劑2#油用量對精礦w（P2O5）、w（MgO）的影響

由圖3 可知，隨著脫碳捕收劑2#油用量增加，精礦w（P2O5）呈先增大后減小的趨勢，w（MgO）呈現先減小后增大的趨勢。當2#油用量為100 g/t時，精礦w（P2O5）最高（31.33%），w（MgO）最低（1.28%），所以確定脫碳捕收劑2#油用量為100 g/t。

2.3 脫碳尾礦分級拋尾

經過預先脫碳-反浮選脫鎂工藝后，精礦中w（MgO）可降至1.2%左右，脫碳尾礦中w（P2O5）約19%，且含有大量細粒級碳質脈石礦物。對脫碳尾礦進行全粒級篩分分析，結果見表3。

表3 脫碳尾礦全粒級篩分分析結果

從表3來看，隨著脫碳尾礦粒度變細，w（P2O5）呈降低趨勢，w（無機碳）呈增大趨勢。≤0.025 mm細粒級無機碳富集明顯，實驗室采用篩分的方法拋掉此部分尾礦以降低其對掃選的影響，工業上可用旋流器進行分級拋除［6］。

2.4 尾礦掃選實驗

預先脫碳尾礦拋掉≤0.025 mm 細粒級碳質脈石礦物后w（P2O5）約24%，脫鎂尾礦2w（P2O5）約14%，為了回收該部分有用礦物，可將脫鎂尾礦再磨后和脫碳尾礦粗粒級合并進行掃選。優化后的工藝流程見圖4，實驗結果見表4。

圖4 尾礦掃選工藝流程

表4 尾礦掃選實驗結果 %

2.5 閉路實驗

在圖4 開路流程基礎上進行閉路實驗，中礦w（P2O5）為26.53%，可以與精礦合并，Ⅱ次掃選后的尾礦3可以返回至Ⅰ次掃選，最終閉路實驗流程見圖5，實驗結果表5。

圖5 閉路浮選工藝流程

表5 閉路浮選工藝浮選結果 %

從閉路實驗結果可以看出，通過預先脫碳細粒級拋尾-反浮選脫鎂-尾礦掃選的閉路流程，可以獲得精礦w（P2O5）為30.33%、w（MgO）為1.36%、產率為68.39%，P2O5回收率為89.08%，脫鎂率為81.65%，總尾礦w（P2O5）為8.04%的選礦指標。

3 結論

云南某碳質膠磷礦，采用常規反浮選工藝流程脫除白云石礦物富集磷精礦，無法有效脫除精礦中MgO。根據礦石性質，采用預先脫碳細粒級拋尾-反浮選脫鎂-尾礦掃選的閉路工藝流程，獲得w（P2O5）為30.33%、w（MgO）為1.36%的磷精礦，精礦產率為68.39%，P2O5回收率為89.08%，實現了碳質膠磷礦中有用磷礦物的高效富集與回收。