《武汉工程大学学报》 2011年03期
56-58
出版日期：2011-03-31
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
北方某低品位磷矿选矿试验
0引言我国磷矿总资源量接近500亿t,仅次于摩洛哥,居世界第二位.沉积磷矿占总储量的87%,岩浆型磷矿占13%［1］.沉积磷矿资源虽然十分丰富,但分布过于集中,85%以上的矿石量分布于云南、四川、贵州、湖南、湖北等五省.在磷矿资源中富矿少,贫矿多,且矿石类型复杂,难选矿多,易选矿少,磷矿产地虽多,但质优规模大的产地很少［2］.中国岩浆型磷矿主要在缺磷的北方,为晶质磷灰石矿,一般易选,常伴有多种有益元素,可综合利用,矿体多为易开采的露天矿,但磷品位较低［3］.本研究的低品位磷矿是我国北方一个综合性大型矿床,含有磷、钒、铁、钛等,主要有用矿物为磷灰石、磁铁矿(钒钛磁铁矿)、钛铁矿、黄铁矿等.根据矿石性质,该磷矿蚀变程度较高,可浮性较差,选矿难度较大,套用以往的选别工艺流程不易得到满意的指标.本研究采用新型捕收剂及合理的药剂制度组合,严格控制操作条件,可以得到较好的选别指标［4］.1矿石性质1.1原矿化学成分分析原矿主要化学成分分析结果见表1.表1原矿主要化学成分分析结果
Table 1The chemical analysis results of runofmine orew/%
P2O5TiO2TFeV2O5SFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOCO2K2ONa2OMnO4.395.6317.050.110.1110.7835.358.8911.035.762.090.451.630.24从表1可以看出,矿石中伴生的有用元素为铁、钛、钒等,在本试验研究中,根据矿石性质,可先浮磷,浮磷尾矿再综合回收铁、钛、钒(本试验只对磷的浮选进行研究).1.2矿物组成矿石中主要有用矿物为磷灰石、钛铁矿、含钒磁铁矿,还有微量的的黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿;脉石矿物主要有斜长石、普通辉石、紫苏辉石,蚀变后产生一定量的次生矿物,有黑云母、绿泥石、透闪石、阳起石、滑石、绢云母、黝帘石等.矿物成份及含量见表2.表2矿石矿物组成及含量
Table 2Composition and relative content of mineral
有用矿物w/%脉石矿物w/%磷灰石10.43斜长石21.00钛铁矿6.43紫苏辉石16.00含钒磁铁矿15.04普通辉石6.00黄铁矿微量黝帘石、白云石偶见磁黄铁矿、
赤铁矿、
褐铁矿偶见黑云母、绿泥石、透闪石、
阳起石、滑石、普通角闪石、
绢云母、尖晶石等25.10合计31.90合计68.101.3矿石结构构造磷灰石呈自形——半自形柱状,并具有六边形的横断面,大都呈它形粒状,单体或集合体与钛铁矿、磁铁矿(钒钛磁铁矿)和脉石矿物紧密连生.少数磷灰石呈包体于铁矿物中或嵌于辉石及残留于辉石、斜长石的蚀变矿物中,包于铁矿物中的磷灰石往往被溶蚀,棱角状的颗粒边缘变得圆滑.磷灰石的裂纹发育,部分颗粒在其边缘或裂纹中充填交代有细小磷片的黑云母、绿泥石、滑石等,这些矿物呈束状,垂直于磷灰石的颗粒边缘分布.由于这些蚀变矿物粒度非常细小,给磷灰石的完全解离造成困难,相应增加选矿难度.2选矿试验工艺矿物研究表明:该磷矿蚀变程度较高,可浮性较差,选矿难度较大,套用以往的选别工艺流程不易得到满意的指标［5］.因此本试验采用新型磷捕收剂DyP,合理药剂制度组合,严格控制操作条件,同时尽量选择不保温生产,以减少能耗.2.1磨矿细度试验磨矿细度试验流程见图1,试验结果见图2.图1磨矿细度试验工艺流程
Fig.1The flow sheet of grinding fineness test图2磨矿细度试验结果
Fig.2The results of grinding fineness图2表明,随着磨矿细度的增加,磷粗精矿中P2O5的品位逐渐降低,回收率呈增加趋势,当磨矿细度在-0.074 mm 75%以上时,回收率变化不明显,故确定磨矿细度-0.074 mm为75%.第3期戴新宇,等:北方某低品位磷矿选矿试验
武汉工程大学学报第33卷
2.2调整剂用量试验根据探索试验,采用Na2CO3与NaOH联合用药,且二者的用量之比为41作为调整剂效果较好,其用量试验结果见图3.图3调整剂用量对磷粗精矿品位和回收率的影响结果
Fig.3The results of the regulators efficient on the phosphorus rougher grade and recovery图3表明,随着调整剂用量增大,磷粗精矿中P2O5品位有下降趋势,但回收率升高,调整剂用量再增大,回收率也有下降趋势,因此确定调整剂用量为(Na2CO3+NaOH)为(2 000+500)g/t为宜.2.3抑制剂用量试验采用水玻璃与纤维素(用量之比为101)作为联合抑制剂,其用量试验结果见图4.图4抑制剂用量对磷粗精矿品位和回收率的影响结果
Fig.4The results of the depressant efficient on the phosphorus rougher grade and recovery图4表明,随着水玻璃及纤维素用量的增加,磷粗精矿中P2O5品位有所提高,但回收率下降,故选择水玻璃及纤维素用量为(1 000+100)g/t.2.4捕收剂用量试验磷矿常用捕收剂为脂肪酸(皂)类,辅助捕收剂为烃油类,有时采用二者联合用药,捕收效果会好些［6］.根据探索试验和矿石性质,该磷矿采用新型磷矿捕收剂DyP的效果比常规捕收剂效果要好,因此本试验研究采用DyP作为磷矿的捕收剂,其用量试验结果见图5.图5表明,随着捕收剂用量的增加,磷粗精矿的品位和回收率变化并不明显,故确定捕收剂用量为800 g/t为宜.图5捕收剂用量对磷粗精矿品位和回收率的影响结果
Fig.5The results of the collectors efficient on the phosphorus rougher grade and recovery2.5温度试验由于磷的浮选常常需要在温度30 ℃时才能得到较好的试验指标［7］,而本试验研究在采用新型磷捕收剂DyP,为此进行了浮选温度试验,试验结果见图6.图6温度变化对磷粗精矿品位和回收率的影响结果
Fig.6The results of the temperature efficient on the phosphorus rougher grade and recovery图6表明,随着温度的升高,磷粗精矿的品位及回收率均有增加的趋势,在室温14 ℃时,采用DyP为捕收剂,磷粗精矿的回收率已经为96%左右,故确定在常温下浮选.2.6闭路试验在确定的较佳条件试验的基础上,进行了闭路试验,采用一粗一扫四精选矿工艺流程,DyP作为磷的捕收剂,常温浮选,获得的闭路试验验结果见表3.表3闭路试验结果
Table 3The results of closedcircuit test
产品名称产率/%P2O5品位/%回收率/%磷精矿11.0236.8892.69尾矿88.980.367.31原矿100.004.38100.003结语a. 该低品位磷矿床是一个大型的综合性矿床,含有磷、钒、铁、钛等多种成份,矿石的工艺矿物学研究表明,该矿原生矿蚀变程度较高,选矿难度较大,根据矿石的矿物组成确定采用先浮磷,浮磷尾矿再综合回收铁、钛的选矿工艺流程(本试验只研究磷的浮选).b. 在磷的选矿作业中,采用DyP为磷捕收剂,Na2CO3与NaOH作为调整剂,水玻璃与纤维素作组合抑制剂,经一粗一扫四精选别,常温浮选,实验室闭路试验可以得到含P2O5品位36.88%,回收率为92.69%的磷精矿.c. DyP磷矿捕收剂水溶性强,能与水以任意比例混合,性质稳定,低温试验结果表明,DyP捕收剂受矿浆温度影响较小,具有较好的应用前景.