磷礦石的浮選

1、磷礦石的浮選不同礦石類(lèi)型的選礦工藝1.1我國(guó)磷礦石選礦近幾年的研究和發(fā)展較快，從技術(shù)上來(lái) 說(shuō)與國(guó)外較為接近，技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)比較成熟。根據(jù)不同礦石性質(zhì)通 常采用如下的選礦方法：硅質(zhì)磷礦采用Na SiO,等抑制硅酸鹽礦物而用陰離子捕收劑正浮磷酸鹽礦物的正浮選工藝，分選效果較好，如寧夏賀蘭山礦，工藝流程見(jiàn)圖2。圖2硅質(zhì)磷礦正浮選工藝流程沉積鈣質(zhì)磷塊巖采用 H sO或H PO等抑制磷 酸鹽，陰離子捕收劑浮選白云石、 方解石等碳酸鹽礦物的單一反 浮選工藝，工藝流程見(jiàn)圖 3。對(duì)于含P O27. 0% , MgO4. 47% , SiO, 7. 87%勺原礦，用此單一反浮選工藝可以獲得磷精礦P O32. 89%

2、 , MgO 1. 01%，磷回收率95. 32%的良好選礦指標(biāo)。 如想進(jìn)一步提高品位，可采用正 -反浮選工藝，即加 Na CO、Na SiO等抑制硅酸鹽，陰離子捕收劑浮選磷酸鹽及含鈣鎂等碳酸鹽 礦物，然后再用 H sO或H PO將pH值調(diào)至5. 56 . 0以抑制 磷酸鹽，陰離子捕收劑反浮選碳酸鹽礦物，這樣可使磷精礦P O含量提高到 35. 17% , MgO至 0. 78% , R2O 31. 97%,磷回 收率91 . 98%的良好選礦指標(biāo)，如貴州甕福磷礦，工藝流程見(jiàn) 圖4。圖3沉積鈣質(zhì)磷礦單一反浮選工藝流程圖 4沉積鈣質(zhì)磷 礦正-反浮選工藝流程沉積變質(zhì)型硅.鈣質(zhì)磷灰?guī)r屬易浮磷灰石 型磷

3、塊巖，采用Na CO、Na SiO等抑制硅、鈣礦物，陰離子捕 收劑正浮選磷灰石的直接浮選工藝，對(duì)含P: O 8. 0%勺原礦， 經(jīng)此工藝可以獲得磷精礦 P O品位大于35%，磷回收率83%的 良好指標(biāo)，如湖北大悟縣黃麥嶺選礦廠。沉積硅.鈣質(zhì)磷塊巖類(lèi)磷礦石即膠磷礦是磷礦石中最難選的一種。它儲(chǔ)量很大，占全國(guó)磷礦總儲(chǔ)量的85%Z上。膠磷礦是一種結(jié)晶微細(xì)的與硅酸鹽、碳 酸鹽膠結(jié)在一起的細(xì)晶磷灰石，晶格中的 ca “可被Mg Mn Sr、 Na K、Sn等元素的離子所置換，磷酸根離子也可被其它陰離子 基團(tuán)所替代，造成表面性質(zhì)發(fā)生變化。這種磷灰石嵌布粒度很細(xì)， 與脈石礦物的單體解離較困難，同時(shí)，脈石礦物不

4、僅含有硅酸鹽礦物，還含有白云石、方解石等與磷灰石可浮性相近的雜質(zhì)礦物， 使其分選變得復(fù)雜而困難。 該類(lèi)型磷礦采用正-反浮選（工藝流程 見(jiàn)圖4）、反.正浮選（先用H sO或H PO抑制磷礦物，陰離子 捕收劑反浮選白云石等碳酸鹽礦物， 然后用石灰、NaCO、NaSiO, 等抑制硅酸鹽礦物而用陰離子捕收劑正浮選磷酸鹽礦物，工藝流程見(jiàn)圖5）或雙反浮選（先用H sO或H PO抑制磷礦物，陰離子 捕收劑反浮選白云石等碳酸鹽礦物，然后礦漿經(jīng)脫泥后再用陽(yáng)離子捕收劑反浮選硅酸鹽礦物，工藝流程見(jiàn)圖6）的選礦工藝進(jìn)行分選，前兩種工藝都不容易得到良好的分離效果，后者的分選效果較好，但對(duì)選擇性好的高效陽(yáng)離子捕收劑及選礦

5、工藝尚需做進(jìn) 一步的研究，如湖北宜昌磷礦、荊襄磷礦等。圖5膠磷礦反-正浮選工藝流程圖6膠磷礦雙反浮選工藝流程風(fēng)化型或含泥質(zhì)礦物多的磷礦石， 如摩洛哥的胡卜加選礦廠、 我國(guó)云南滇池周?chē)娘L(fēng)化磷礦石， 可將磷礦石進(jìn)行擦洗脫泥。對(duì)于在采礦過(guò)程中混入較多圍巖或較貧 的磷礦石，可先采用重介質(zhì)旋流器一浮選的聯(lián)合工藝流程，即在粗粒級(jí)情況下通過(guò)調(diào)整介質(zhì)密度來(lái)脫除密度輕的大粒級(jí)脈石，提高入浮礦石的P 0品位，以降低選礦成本。上述這些規(guī)律是我 國(guó)和世界磷礦選礦工作者經(jīng)過(guò)幾十年的科學(xué)研究，近幾年來(lái)通過(guò)大量的選礦生產(chǎn)實(shí)踐得出的， 也是近些年磷礦選礦通過(guò)科技進(jìn)步 所取得的進(jìn)展。2. 2湖北省磷礦選礦的基本狀況鄂東地區(qū)大

6、悟礦區(qū)和黃梅礦區(qū)，目前建有兩座采用單一正浮 選工藝的選礦廠。由于該礦區(qū)磷礦石屬變質(zhì)磷灰?guī)r，選礦相對(duì)容 易，選廠運(yùn)行良好，精礦 P 0品位都在35%以上。荊襄礦區(qū)主 要有大峪口公司磷礦選礦廠。 該選廠采用正一反浮選工藝， 選礦 指標(biāo)較為理想，精礦 P 0品位大于31%，磷回收率大于80% , 目前運(yùn)轉(zhuǎn)正常，說(shuō)明湖北省膠磷礦選礦在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可行 的。宜昌礦區(qū)目前有兩家重介質(zhì)選礦廠，但其精礦產(chǎn)品不能達(dá)到生產(chǎn)磷酸二鉉的要求。因此，在宜昌礦區(qū)采用正一反浮選或雙反浮選 工藝建設(shè)浮選廠處理中低品位磷礦石是湖北省磷礦選礦必須面 對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。3磷礦選礦中存在并需要解決的問(wèn)題3. 1推行“全層開(kāi)采”。堅(jiān)決

7、制止“采富棄貧”我國(guó)的磷礦資源中富礦僅占6. 75%（約8. 57億t）,中低品位的貧礦卻很 多。2003年，全國(guó)生產(chǎn)磷礦 2 488萬(wàn)t,當(dāng)年出口磷礦石 750萬(wàn) t,占總量的32% ; 2004年全國(guó)開(kāi)采磷礦2 617萬(wàn)t,當(dāng)年出口 磷礦石625萬(wàn)t,占總量的23. 8%;出口的磷礦石含 P 0都在 32%34江間，屬高品位的富礦，兩年中僅用于出口的富礦就 分別占當(dāng)年全年磷礦生產(chǎn)量的 32%23. 8%,如果再加上國(guó)內(nèi) 磷化工所用的富礦，那么富礦的開(kāi)采量占全年的磷礦總開(kāi)采量就 更大。2006年，湖北省生產(chǎn)的磷礦石為 1 200萬(wàn)t,其中富礦為 800萬(wàn)t , 400萬(wàn)t是中低品位的貧礦，富

8、礦占總開(kāi)采量的66%。 這些充分說(shuō)明我國(guó)磷礦開(kāi)采生產(chǎn)中“采富棄貧”的現(xiàn)象是多么 的普遍和嚴(yán)重。以湖北磷礦山為例，宜昌磷礦山（儲(chǔ)量約8、61億t）呈兩貧礦帶 （平均含P 0 15% 18%慶一富礦帶（平均含P 0 32 . 79%）的夾 心餅干礦層的結(jié)構(gòu)，荊襄磷礦由下而上分4個(gè)礦層，第一層平均 含P 0 24%，第三層平均含 P 0 17 . 32%礦層厚度薄，只有幾 米到十多米，而且貧礦層和富礦層相鄰緊靠，如果單獨(dú)采富礦， 勢(shì)必要丟棄相當(dāng)多的貧礦。如宜昌磷礦采1 t富礦就要丟棄68t貧礦，富礦開(kāi)采后形成的礦坑將造成貧礦難以開(kāi)采而永久的 被丟棄，資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。如果推行全層開(kāi)采，即在開(kāi)采富礦

9、的同時(shí)將相鄰的貧礦一起采出， 富礦可直接使用，貧礦經(jīng)過(guò)選礦 生產(chǎn)出磷精礦（P 0含量大于30%洗磷化工企業(yè)使用，這樣才能 保持我國(guó)及湖北省磷化工業(yè)的長(zhǎng)期持續(xù)高效發(fā)展，否則富礦開(kāi)采 十多年后將面臨無(wú)礦可采的窘迫局面， 屆時(shí)再興建大批選礦廠就 會(huì)措手不及，我國(guó)磷化工將陷入不可想象的困境當(dāng)中。3. 2加強(qiáng)選礦科學(xué)研究。開(kāi)發(fā)出合理高效的貧礦選礦新藥 劑、新工藝及新設(shè)備3. 2. 1新型浮選藥劑的研究不論是湖北磷礦選礦，或是中 國(guó)磷礦選礦和世界磷礦選礦，其中存在的最大困難是缺乏選擇性 高、專(zhuān)屬性強(qiáng)的高效浮選藥劑，如正浮選工藝中能耐低溫、溶解 度高、選擇性好、效果顯著的陰離子捕收劑，也缺乏高效的抑制 劑和

10、在雙反浮選工藝中浮選脫硅的高效陽(yáng)離子捕收劑。加強(qiáng)這些浮選藥劑的研究，側(cè)重性的開(kāi)發(fā)出高效新藥劑將會(huì)解決當(dāng)前磷礦 選礦中的最關(guān)鍵問(wèn)題，特別對(duì)于沉積型磷塊巖的選礦，將使磷礦選礦科技進(jìn)步有著飛躍的發(fā)展。3. 2. 2工藝流程的研究 目前已開(kāi)發(fā)出不少磷礦浮選的新 工藝，而對(duì)于重一浮聯(lián)合流程要加強(qiáng)注意。重介質(zhì)旋流器只是一 個(gè)預(yù)選拋去粗粒尾礦的設(shè)備及工藝，只能用于特別貧礦或圍巖混 入多的礦石中，其生產(chǎn)出的精礦還需要浮選進(jìn)行精選才能用作磷 化工的原料。如目前國(guó)內(nèi)某些磷礦重介質(zhì)選廠已建成單一重介質(zhì) 旋 流器工藝，生產(chǎn)實(shí)踐表明，精礦 P 0品位難以達(dá)到30%以上， 尾礦中P 0含量則高達(dá)15%,尾礦中磷損失嚴(yán)重，

11、回收率低， 生產(chǎn)與試驗(yàn)、設(shè)計(jì)相差甚遠(yuǎn)。原因是磷礦物密度為3. 053. 10 g/cm，而脈石礦物密度為 2. 82. 85 g / cm,二者相差很 小，選用的重介質(zhì)密度應(yīng)為 2. 9 g/em,這在工業(yè)生產(chǎn)中難以 精確保證重介質(zhì)的密度穩(wěn)定在 2. 9 g /em ,稍有偏差就會(huì)造成 分選效果變差，選礦指標(biāo)波動(dòng)頻繁。因此，應(yīng)該采用重一浮聯(lián)合 工藝，使其既能使精礦達(dá)到質(zhì)量要求，又能降低尾礦P0的品位，減少資源的損失，與單純的浮選工藝相比還能使選 礦成本有所降低。3. 2. 3浮選柱在浮選流程中的應(yīng)用 20世紀(jì)90年代后期， 加拿大徹底解決了浮選柱的發(fā)泡裝置及其控制系統(tǒng)。 目前，除國(guó) 外已廣泛應(yīng)

12、用外，浮選柱在我國(guó)江西德興銅礦、 湖南柿竹園多金 屬礦、鞍鋼弓長(zhǎng)嶺鐵礦等有色金屬、冶金行業(yè)已成功應(yīng)用。與傳統(tǒng)的浮選機(jī)相比，浮選柱在浮選中具有分選性能好， 能耗低, 占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)， 特別是浮選的選擇性高， 預(yù)計(jì)能明顯提 高磷礦浮選的效果。、磷礦開(kāi)采磷礦開(kāi)采有露天開(kāi)采和掘井開(kāi)采兩種采礦技術(shù)。美國(guó)佛羅里達(dá)、田納西、北卡羅來(lái)納等州及西部一些礦區(qū)多用露 天采礦技術(shù)，而掘井采礦技術(shù)只在西部一些地區(qū)應(yīng)用，東部沒(méi)有。多數(shù)礦區(qū)采出的礦石須經(jīng)一定處理，以分離出原礦中的含磷酸鹽部分。有時(shí)還須將礦石粉碎，含磷酸鹽部分經(jīng)過(guò)洗礦、篩礦、分 礦、搖床附聚和浮選等一系列復(fù)雜工序而與雜質(zhì)分離，并得到濃縮。干燥后，便適用

13、于磷肥生產(chǎn)。圖10-3所示為美國(guó)佛羅里達(dá)州篩選磷礦石的各個(gè)步驟。云南中低品位磷礦選礦采用浮選柱的可行性探析摘要：在介紹云南磷礦資源的特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外磷礦選礦用浮選柱的試驗(yàn)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀的 基礎(chǔ)上，探討了云南中低品位磷礦選礦采用浮選柱的可行性。1礦石特性云南省磷礦主要為膠磷礦，據(jù)統(tǒng)計(jì)，膠磷礦平均含量62 . 68 %,此外還有少量的細(xì)晶磷灰石及次生的銀星石、磷鋁石等。膠磷礦在磷礦石中以顆粒和膠結(jié)物兩種形式存在，其中以顆粒和膠結(jié)物存在的比例分別占53 . 31%和9. 37%,而且在膠磷礦中都不同程度地混入了脈石礦物。磷礦石資源中 P2O5含量在20%以下的占了一半以上，主要是硅鈣型磷塊巖，普遍賦存

14、 于礦體深部。伴生的脈石礦物主要有白云石、方解石、玉髓、石英、粘土礦物，還有少量的海綠 石、黃鐵礦及炭質(zhì)物等，有害雜質(zhì)的含量特點(diǎn)一般是鎂高，鐵鋁較低。2浮選柱浮選柱是一種新型高效浮選設(shè)備，它是具有柱型槽體的無(wú)機(jī)械攪拌充氣式浮選設(shè)備。 浮選柱原型是在2O世紀(jì)6O年代，由加拿大人皮埃爾鮑廷和唐懷勒等人研制發(fā)明，并申請(qǐng)了專(zhuān)利，但直到80年代初還未獲得廣泛應(yīng)用，主要原因是浮選柱原型存在著一系列理論上的問(wèn)題。80年代后，許多礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如加拿大、美國(guó)、澳大利亞等在浮選柱的基礎(chǔ)理論、結(jié)構(gòu)形式、 發(fā)泡方式及自動(dòng)控制等研究方面取得長(zhǎng)足進(jìn)展，從而使浮選柱得到廣泛應(yīng)用。在選礦廠中的應(yīng)用范圍不僅限于精選作業(yè)，而且

15、擴(kuò)展到粗選或掃選作業(yè)，國(guó)外已出現(xiàn)了全浮選柱選礦廠。浮選柱所處理的礦種包括銅、鉛、鋅、鑰、鐐、氤鐵、白鴇、煤、螢石、石墨、滑石、重晶石、磷灰石 等。加拿大工藝技術(shù)公司(簡(jiǎn)稱(chēng)CPT)是主要的浮選柱制造企業(yè)，它的浮選柱在國(guó)際市場(chǎng)占 有率居世界第一。到目前為止，該公司已銷(xiāo)售的浮選柱總量超過(guò)300臺(tái)，其產(chǎn)品分布在加拿大、美國(guó)、智利、巴西、墨西哥、澳大利亞、南非、贊比亞等27個(gè)國(guó)家，所處理的礦物種類(lèi)包括銅、鉛、鋅、鑰、鐵、煤及磷酸鹽等。 3浮選柱試驗(yàn)及應(yīng)用我國(guó)從60年代中期開(kāi)始推廣應(yīng)用浮選柱，盡管當(dāng)時(shí)浮選柱技術(shù)并不成熟，但人們過(guò)于 片面看中它節(jié)省投資的優(yōu)點(diǎn)，所以至70年代初期，全國(guó)的浮選柱用戶已達(dá)20多家

16、。長(zhǎng)期以來(lái)，浮選柱失敗的原因主要在于氣泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)堵塞、運(yùn)行不穩(wěn)定、操作不便以及缺乏經(jīng)驗(yàn)等。80年代以后這些浮選柱多數(shù)被拆除，代之以新型機(jī)械浮選機(jī)，而繼續(xù)使用的廠家所剩無(wú)幾。國(guó)內(nèi)浮選柱研究單位首推中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，但它們的技術(shù)主要應(yīng)用在煤的浮選方面，共 計(jì)有100多家應(yīng)用了浮選柱，其中代表性的裝置有上海大屯能源股份有限公司選煤廠的6臺(tái)浮選柱，規(guī)格為03000X 5700，浮選效果良好，水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，每噸精煤補(bǔ)充新鮮水約100 kg。武漢工程大學(xué)率先在國(guó)內(nèi)用充填介質(zhì)浮選柱對(duì)膠磷礦進(jìn)行了浮選試驗(yàn)，浮選柱規(guī)格為050 X1500和050 X1800，泡沫高度為 500，采用正一反浮選工藝，入礦品位為

17、 19 . 70 % P2O5 , 正浮選所得磷礦品位為 27. 27 % P2O5,磷收率達(dá)83. 35 % ;反浮選所得磷礦品位為 30. 10 % P2O5,磷收率達(dá)95 . 14%,相當(dāng)于浮選機(jī)的一粗二精操作單元。國(guó)外對(duì)浮選柱應(yīng)用于磷礦浮選做了不少的研究，如美國(guó)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用中146 X 1830勺浮選柱對(duì)佛羅里達(dá)磷礦進(jìn)行了試驗(yàn)， 結(jié)果表明，在入選磷礦為P2O5 17 . 1 %,酸不溶物78 .5%, 料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)66%的條件下，采用一次正浮選后， 得到精礦為P205 28.0%，磷收率為84.1%。印度的中央邦有著豐富的低品位硅質(zhì)磷酸鹽資源，為了利用該資源，采用了常規(guī)浮選 試驗(yàn)來(lái)提高

18、品位，結(jié)果顯示，P2O5含量從12. 76%提高到30 . 23%需要采用4段精選，P2O5回收率為83%，而精礦中SiO2含量無(wú)法降至10%以下。在此基礎(chǔ)上，用美國(guó)戴斯特(Deister)機(jī)械公司提供的浮選柱中76 mm進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，收集帶高僅1. 5m ,泡沫帶高1. 3m,用油酸鈉作捕收劑，硅酸鈉作抑制劑，用碳酸鈉和鹽酸調(diào)節(jié)pH,試驗(yàn)中藥劑用量與常規(guī)浮選法相同，得到了以下結(jié)論：a. 要得到大于90%的1)205回收率，短捕收帶就足夠了；b. 空氣流速極大地影響到精礦品位；C.較深的泡沫帶利于排出夾雜的顆粒，從而提高精礦品位；d. 沖洗水流速對(duì)精礦品位沒(méi)有太大的影響，沖洗水流速應(yīng)保持在最

19、小值，以提高礦漿在浮柱中的停留時(shí)間；e. 變量對(duì)P2O5含量的影響次序?yàn)椋嚎諝饬魉?泡沫高度 沖洗水流速；f. 浮選柱可省去 4段精選，可得到含 Si02僅為10 % /的精礦。此外，加拿大 CPT浮選柱已在我國(guó)得到了應(yīng)用，德興銅礦用中2400X 10000的浮選柱對(duì)二段精選進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，處理能力1萬(wàn)t/a,與浮選機(jī)對(duì)比，銅精礦品位提高4 . 62%,并且在金川公司也得到應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，浮選柱的浮選效果優(yōu)于浮選機(jī)。所以德興銅礦和金J11公司擬在近期內(nèi)增加新的浮選柱生產(chǎn)裝置。江陰環(huán)境工程設(shè)備廠為加拿大CPT在中國(guó)的總代理，除了氣泡發(fā)生器等主要零件由加拿大CPT公司制造外，主體浮選柱已可在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造，為浮選柱的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。4結(jié)語(yǔ)云南省磷礦資源的工業(yè)性生產(chǎn)富集技術(shù)普遍采用擦洗脫泥技術(shù)，該技術(shù)提高的磷礦品 位