关于混合型胶磷矿优先浮选试验的分析云南是磷矿资源大省[1],其中80%低品位磷矿资源属于难选的混合型胶磷矿,其磷矿石主要特征为磷低、镁硅铁铝含量高,需要脱除大量含镁碳酸盐、硅质及硅酸盐脉石矿物,以及部分铁铝倍半氧化物才能有效富集磷矿物,同时降低精矿的MER值,为湿法磷酸生产提供优质的磷精矿[2]。对于此类矿石,主要采用正反浮选或双反浮选流程分步脱除磷矿石中的含硅矿物和碳酸盐型矿物。在正反浮选流程中,主要将磷矿物与碳酸盐型矿物同步浮选,这样会导致上浮量大、泡沫发黏、泡沫流动性差、浮选药剂成本高等问题[3]。为此,需要开发不同的工艺流程和选别技术,以提高选矿效率、降低药剂成本。本文针对矿石特性开发、设计合理的选别工艺流程,降低药剂用量和成本,为后续工业试验研究提供技术支撑。1、矿石性质试验矿样取自晋宁磷矿区堆存待利用低品位矿,其多元素分析结果见表1。表1试验矿样多元素分析结果由表1可知,该矿石磷品位比较低,镁质量分数中等,硅铁铝质量分数较高。根据DZ/T0209—2020[4],判定该矿石为混合型磷块岩矿石,需要脱除大量含镁碳酸盐矿物、硅质及硅酸盐矿物和少量倍半氧化物才能有效富集磷矿物。对此类矿石,一般采用正反浮选联合工艺流程分步脱除矿石中的脉石矿物。2、试验2.1矿物可浮性试验在最佳磨矿细度(-0.074mm质量分数占96%)下对矿物的可浮性差异进行试验,结果如图1所示。图1试样的可浮性试验结果由图1可知,磷矿石中的磷、镁、硅、铁和铝等矿物的可浮性差异不大,需要根据矿石特性设计合适的浮选工艺流程。2.2优先浮选工艺流程试验优先浮选工艺流程的设计关键是掌握合适的浮选药剂用量和浮选时间,当浮选药剂用量过大和浮选时间过长时,磷矿物和其他脉石矿物也被上浮,影响浮选指标[5]。2.2.1水玻璃用量试验在Na2CO3用量为3.5kg/t、YP6-3用量为1.2kg/t的条件下进行水玻璃用量试验,结果见表2。由表2可知,随着水玻璃用量的增加,精矿产率和P2O5回收率降低,且降幅明显,说明水玻璃对磷矿石有较强的抑制能力。精矿P2O5品位逐渐升高,说明增加水玻璃用量有利于提高分选性。从选矿效率来看,当水玻璃用量为5.0kg/t时,选矿效率较高;继续增加水玻璃用量,选矿效率增幅较小,因此选择水玻璃用量为5.0kg/t。表2水玻璃用量试验结果2.2.2碳酸钠用量试验在水玻璃用量为5.0kg/t、YP6-3用量为1.2kg/t的条件下进行碳酸钠用量试验,结果见表3。表3碳酸钠用量试验结果由表3可知,随着碳酸钠用量的增加,精矿产率和P2O5回收率大幅增加,说明添加碳酸钠有利于提高P2O5回收率。从选矿效率来看,添加少量碳酸钠时选矿效率较高,但不添加时选矿效率也较高,因此选择不添加碳酸钠。2.2.3优先浮选流程设计根据2.2.2试验结果,利用各矿物的可浮性,优先浮选解离完全、可浮性好的矿石,再浮选可浮性差和解离差、连生体多的矿石。从试验结果来看,优先浮选的矿石P2O5品位高、MgO质量分数高,这部分矿石再通过反浮选脱除碳酸盐矿物,即可获得较高品质的磷精矿;而难浮选的矿石P2O5品位低、MgO质量分数低、SiO2质量分数高,可以通过正浮选进一步脱除SiO2,回收磷矿物。获得的两种精矿合并得到最终精矿,两种尾矿合并成最终尾矿。试验工艺流程见图2,结果见表4。图2混合型胶磷矿优先浮选试验工艺流程表4混合型胶磷矿优先浮选试验结果由表4可知,通过优先浮选流程,获得的精矿质量满足P2O5品位≥28.5%、MgO质量分数≤1%的销售指标要求,且精矿产率为62.82%,回收率为85.47%,均较高。对于该类胶磷矿可以通过优先浮选流程实现全流程开路作业,简化工艺流程,降低操作难度。3、结论a.对云南中镁高硅低品位混合型胶磷矿开展的药剂用量试验结果表明,不添加碳酸钠、水玻璃用量为5.0kg/t时,浮选各项指标较好。b.根据矿石性质设计了优先浮选全流程:1次正浮粗选1次正浮扫选1次反浮粗选。该工艺流程试验结果表明,获得的精矿质量可以满足P2O5品位≥28.5%、MgO质量分数≤1%的销售指标要求,且精矿产率和回收率分别达到62.82%、85.47%。c.优先浮选是中镁高硅低品位混合型胶磷矿最合理的浮选工艺,其流程简单,可实现全流程开路作业,药剂用量低,操作难度不大,易于产业化应用。参考文献:[1]王学买,常振球.云南省磷矿资源开发利用现状与初步建议[J].化工矿物与加工,2004(1):1-4+9.[2]杨稳权,罗廉明,夏敬源,等.云南晋宁矿区硅质胶磷矿捕收剂改性研究[J].化工矿物与加工,2010,39(9):6-8+17.[3]王灿霞,杨稳权,庞建涛.云南某中低品位胶磷矿双反浮选试验研究[J].化工矿物与加工,2015,44(1):5-8.[4]全国地质矿产标准化技术委员会.矿产地质勘查规范磷:DZ/T0209-2020[S].北京:地质出版社,2020.[5]杨稳权,赵凤婷,王灿霞,等.一种难选硅钙质胶磷矿的浮选方法:103831170A[P].2014-06-04.杨稳权,张华,赵凤婷,庞建涛,肖喆,何海涛.云南混合型胶磷矿优先浮选试验研究[J].化工矿物与加工,2020,49(10):28-30.基金:云南省技术创新人才培养对象项目(2019HB083).
