《武汉工程大学学报》 2012年9期
22-25
出版日期：2012-10-10
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
提高磷矿品位的单一反浮选试验
0引言我国磷矿资源丰而不富，大多数均属难选低品位胶磷矿.关于胶磷矿的浮选已有很多文献报道\[1-5\].本研究以贵州某磷矿为试验矿样，矿样中P2O5含量为26.43%、 MgO含量为3.82%，采用一次粗选、一次扫选工艺流程，分别以H2SO4和H3PO4为浮选抑制剂，Yj-1作为浮选捕收剂进行浮选试验研究，得到了较好的浮选指标.1矿石性质矿样为贵州某磷矿，根据化学多元素分析，矿石中的有用矿物为磷灰石，主要脉石矿物为SiO2、白云石和方解石等，矿石主要化学成分分析结果见表1.表1试验矿石主要化学组成
Table 1Chemical multianalysis results of ore
种类P2O5MgOFe2O3AL2O3w/%26.433.820.711.23种类AIILFCaO总计w/%9.4711.392.3443.4098.79*部分微量元素未检测出，故总量为98.79%，未达到100%.2试验设备和药剂2.1实验设备试验所用设备及型号见表2所示.表2实验室所用主要设备
Table 2Main apparatus used in experiments
设备名称备注FXD型单槽浮选机0.75LFXD型单槽浮选机0.5LXMB-70棒磨机容积2L；介质填充率28%鼓风干燥箱CS101-3EB真空抽滤机RK/ZL-Φ260/2002.2试验药剂试验所用化学药剂为：H2SO4，工业品(98%)；H3PO4，工业品(85%)；捕收剂Yj1，工业品(2.5%).3试验方法针对此次试验矿样性质，试验采取单一反浮选工艺，工艺流程见图1.图1单一反浮选工艺流程图
Fig.1Flowsheet of single antiflotation4磨矿细度与磨矿时间的关系磨矿细度的确定是选矿研究中必须考虑的关键因素.因为矿样如果没有充分研磨到单体解离就很难达到合同规定的选矿指标，但如果过磨不仅造成能耗大、选矿成本高，而且还可能导致矿浆的泥化，造成有用矿物的过粉碎，这将会大大影响选矿药剂的作用效果以至引起选矿指标的下降.因此，确定最佳磨矿细度对于试验指标有较大影响.本试验采用棒磨机作为磨矿设备，确定磨矿浓度为66.7%.综合考虑磨矿试验中的各项浮选指标，最后确定-0.074 mm含量为70.2%.磨矿细度试验结果见图2.图2磨矿细度试验
Fig.2Conditions of grinding fineness test5药剂条件试验此次浮选试验采用单因素药剂条件试验，试验工艺流程见图3所示.
图3药剂条件试验流程图
Fig.3Flowsheet of process condition test5.1H2SO4用量试验试验条件： Yj-1 0.833 kg/t；浮选机转速为1 825 r/min；充气全开.随着硫酸用量的增加，精矿P2O5品位先升高后降低，回收率也显现出先升高后降低的趋势.其原因是随着硫酸用量的增加，矿浆的pH值逐步趋近于最优条件.综合考虑精矿P2O5含量、精矿MgO含量和回收率之间关系，选取硫酸用量为17.93 kg/t.试验结果如图4、图5.图4硫酸用量对MgO含量的影响
Fig.4Effects of H2SO4 dosage on content of MgO由图4可以得出，当H2SO4用量在1218 kg/t时MgO含量有下降的趋势, 抑制剂效果趋于最优，当H2SO4用量超过18 kg/t时抑制效果显著减弱.第9期叶林，等：提高磷矿品位的单一反浮选试验
武汉工程大学学报第34卷
图5硫酸用量对精矿品位及回收率的影响
Fig.5Effects of H2SO4 dosage on
grade of concentrate and recovery由图5可知，随着H2SO4用量的增加，精矿P2O5品位上升幅度先增大后减小，这表明加入适量H2SO4有增强浮选分离效果的作用.综合考虑精矿P2O5品位、MgO含量与回收率，选取H2SO4用量为17.93 kg/t.
5.2H3PO4用量试验试验条件与硫酸一致.试验结果如图6、图7所示.图6磷酸用量与对精矿品位及回收率的影响
Fig.6Effects of H3PO4 dosage on
grade of concentrate and recovery由图6可知，随着H3PO4用量的增加，精矿P2O5品位上升幅度先增大后减小，精矿P2O5回收率都能达到91%以上，这表明H3PO4作为磷矿抑制剂具有较好的效果.图7磷酸用量对MgO含量的影响
Fig.7Effects of H3PO4 dosage on content of MgO由图7可知，随着H3PO4用量的增加，精矿MgO含量先降低后升高，当H3PO4用量在4.6811.69 kg/t时，精矿MgO含量都在1.0%以下，都能取得较好的浮选指标.当磷酸作为抑制剂时，用量过高或过低分选效果都不理想，表现为精矿中MgO（＞1%）含量较高.当抑制剂用量为11.694.68 kg/t时，都能得到较好的精矿指标，磷酸作为抑制剂时选矿成本较高，本次试验选用磷酸用量最低（4.68 kg/t）且指标符合试验要求的药剂量作为浮选药剂条件.6闭路试验确定返回中矿在浮选过程中的影响、确定最终浮选条件，需要进行闭路试验.在不连续的装置上模仿连续生产过程，完成闭路试验，即试验过程中将每组试验产生的中矿加到下一组试验的相应点.因为硫酸和磷酸在条件试验中作为抑制剂时都能得出较好的浮选指标，所以两种抑制剂都做闭路试验进行最终的比较.根据药剂条件试验，分别对两种抑制剂进行闭路试验.试验工艺流程见图8、图9，试验结果见表3、表4.6.1硫酸闭路试验图8H2SO4闭路试验流程图
Fig.8Flowsheet of closedcircuit test of H2SO4中矿返回过程中加了大量的清水，导致扫选作业pH值上升，试验中扫选作业分选效果不佳，最终导致尾矿偏高.故在扫选作业中加入2.4 kg/t H2SO4调节pH值.表3闭路试验结果
Table 3Results of closedcircuit test
产物
名称产率/
%品位
（P2O5）/%品位
（MgO）/%回收率/
%K78.8931.690.8996.95X21.113.7113.943.05合计10025.783.64100从表3结果得出，使用硫酸作为抑制剂时，当浮选流程处于平衡状态时，精矿平均品位为31.69%，MgO含量平均为0.89%，回收率平均为96.95%，浮选指标满足试验要求.6.2磷酸闭路图9H3PO4闭路试验流程图
Fig.9Flowsheet of closedcircuit test of H3PO4考虑到扫选过程中加入了大量的清水，故在扫选中加入0.47 kg/t H3PO4调节pH值.闭路试验结果见表4.从表4结果得出，使用磷酸作为抑制剂时，当浮选流程处于平衡状态时，精矿平均品位为31.63%，MgO含量平均为0.98%，回收率平均为97.01%，浮选指标满足试验要求.表4闭路试验结果
Table 4The results of closedcircuit test
产物
名称产率/
%品位
（P2O5）/%品位
（MgO）/%回收率/
%K80.1931.630.9897.01X19.813.9514.462.99合计100.0026.153.65100.007结语a. 经试验矿样分析可知，所取矿样P2O5品位为26.43%，有害杂质MgO含量3.82%，-0.074 mm含量为70.2%时，矿石单体解离最优.b. 试验采用的单一反浮选工艺可以将原矿中的氧化镁从3.82% 降低到0.98%， 而且浮选在常温下进行不需要加温, 可以有效降低成本.c. 使用硫酸和磷酸作为抑制剂时精矿指标都较好，指标相差不大，由于磷酸价格较高，建议选择硫酸做为抑制剂.d. 最终精矿指标：使用单一反浮选工艺，精矿中P2O5 31.69%，MgO 0.89%, 回收率96.95%，表明浮选指标较好.