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      貴州織金某磷尾礦再選工藝試驗(yàn)

      2018-07-10 09:23:06吳柏君張周位徐忠發(fā)張鴻鑫
      金屬礦山 2018年6期
      關(guān)鍵詞:磷礦磨礦細(xì)度

      吳柏君 張周位 徐忠發(fā) 劉 甲 張鴻鑫

      (1.西南能礦集團(tuán)股份有限公司,貴州貴陽550004;2.貴州能礦織金磷化工有限公司,貴州貴陽550004;3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗(yàn)室,貴州貴陽550004)

      我國(guó)磷礦資源豐富,但80%是中、低品位磷礦,大多屬雜質(zhì)含量高、難選的膠磷礦[1-2],為了滿足濕法磷酸對(duì)原料的質(zhì)量要求,必須對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的選礦富集,但由此產(chǎn)生大量尾礦。磷尾礦雖是廢棄物,也是潛在的二次資源,若能對(duì)其加以綜合利用,既能避免資源浪費(fèi)及占用耕地,同時(shí)也能降低尾礦庫產(chǎn)生的沙塵和廢水對(duì)礦山周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成污染,研究磷尾礦的綜合利用對(duì)環(huán)境污染的治理以及磷礦采選企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義[3-7]。貴州織金磷礦礦床為特大型中低品位沉積礦床,磷礦儲(chǔ)量占貴州總磷儲(chǔ)量的一半,是貴州省三大磷礦區(qū)和全國(guó)磷資源唯一未全面開發(fā)的大型磷礦資源。本試驗(yàn)針對(duì)織金磷浮選工藝尾礦進(jìn)行深入研究,探索適合該地區(qū)的磷尾礦再選工藝,為該地區(qū)磷尾礦資源綜合回收利用提供技術(shù)支撐。

      1 試樣性質(zhì)

      1.1 試樣多元素分析

      織金某磷礦選礦廠尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

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      從表1可以看出,試樣P2O5含量達(dá)到10.09%,仍具有較大的利用價(jià)值,雜質(zhì)成分以MgO和CaO為主。因此,該試樣選別的關(guān)鍵是提磷降鎂,以達(dá)到酸法加工用磷精礦標(biāo)準(zhǔn)。

      1.2 試樣礦物組成分析

      試樣XRD分析結(jié)果如圖1所示。

      從圖1可以看出,試樣中磷主要以磷灰石形式存在,主要脈石成分為白云石,這與多元素分析結(jié)果,即試樣主要雜質(zhì)成分為MgO和CaO是一致的。

      礦樣鏡下鑒定結(jié)果見圖2。

      從圖2可知,試樣主要礦物為白云石,含量65%~70%,主要呈他形—半自形粒狀分布,粒度多在0.02~0.10 mm;膠磷礦含量為20%~25%,少量膠磷礦凝聚成長(zhǎng)條形、橢圓形等砂級(jí)內(nèi)碎屑顆粒,內(nèi)碎屑粒間被膠磷礦、白云石等充填;少量石英呈他形粒狀分布,粒度在0.01~0.15 mm不等,不均勻混雜白云石分布。

      2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

      試樣為反浮選尾礦,礦物表面仍殘留有部分反浮選藥劑,因此采用反浮選工藝進(jìn)行試驗(yàn)。條件試驗(yàn)流程見圖3。

      2.1 捕收劑種類試驗(yàn)

      在磨礦細(xì)度為-0.075 mm占96.63%,礦漿溫度為常溫(15℃),調(diào)整劑磷酸在粗選和精選時(shí)用量分別為2 000 g/t和1 000 g/t條件下,分別以油酸鈉、ZJ1、ZJ2、ZJ3(ZJ1、ZJ2、ZJ3分別取自貴州大學(xué)、云南某浮選藥劑公司、甕福集團(tuán),3種藥劑均為脂肪酸類改性捕收劑)為捕收劑(粗選和精選時(shí)用量均為500 g/t)進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果見圖4。

      根據(jù)圖4可知,捕收劑ZJ1、ZJ2和油酸鈉對(duì)粗精礦P2O5品位提升效果不明顯,ZJ3則可將粗精礦P2O5品位提高至16.13%。因此,選擇ZJ3為反浮選捕收劑。

      2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

      在常溫,磷酸在粗選和精選時(shí)用量分別為2 000 g/t和1 000 g/t,ZJ3在粗選和精選時(shí)用量均為500 g/t條件下,考察磨礦細(xì)度(原樣細(xì)度為-0.075 mm占59.07%)對(duì)粗精礦指標(biāo)的影響,結(jié)果見圖5。

      根據(jù)圖5可知,隨著磨礦細(xì)度的增加,粗精礦P2O5回收率逐漸升高,P2O5品位先升高后下降。磨礦細(xì)度增加,會(huì)產(chǎn)生機(jī)械夾帶作用導(dǎo)致精礦P2O5品位降低。機(jī)械夾帶分為以下幾種方式:細(xì)泥作用(礦泥罩蓋)、顆粒連生、泡沫夾帶和夾雜[8]。尤其是“細(xì)泥作用”,會(huì)因磨礦過細(xì)而產(chǎn)生細(xì)泥黏附在粗粒表面,對(duì)粗粒浮選起一種“抑制”作用,使粗粒可浮性降低,使浮選過程的選擇性變壞;同時(shí)磨礦過細(xì)也會(huì)增強(qiáng)泡沫夾帶作用。綜合考慮,確定磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%。

      2.3 礦漿溫度試驗(yàn)

      在磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%,磷酸在粗選和精選時(shí)用量分別為2 000 g/t和1 000 g/t,ZJ3在粗選和精選時(shí)用量均為500 g/t條件下,考察礦漿溫度對(duì)粗精礦指標(biāo)的影響,結(jié)果見表2。

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      表2表明,在低溫時(shí)粗精礦P2O5品位較低,回收率較高,而溫度高于20℃后,P2O5品位較高,回收率較低,且受溫度影響較小。考慮到磷精礦產(chǎn)品P2O5品位需達(dá)到30%以上,因此本試驗(yàn)不考慮低溫試驗(yàn),后續(xù)試驗(yàn)在常溫條件下進(jìn)行。

      2.4 ZJ3用量試驗(yàn)

      在磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%,礦漿溫度為常溫,磷酸在粗選和精選時(shí)用量分別為2 000 g/t和1 000 g/t條件下,考察粗選ZJ3用量(精選和粗選用量相同)對(duì)粗精礦指標(biāo)的影響,結(jié)果見圖6。

      圖6表明,隨著ZJ3用量的增加,粗精礦P2O5品位逐漸升高,回收率逐漸下降,當(dāng)ZJ3用量增至500 g/t時(shí),粗精礦P2O5品位隨ZJ3用量增加提高幅度減小,而回收率下降仍十分明顯。因此,選擇ZJ3用量為500 g/t。

      2.5 磷酸用量試驗(yàn)

      試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn),粗選精礦產(chǎn)率較低,且產(chǎn)率變化不大,而精選產(chǎn)率較高,因此固定磷酸粗選用量為2 000 g/t,僅考察磷酸精選用量對(duì)粗精礦指標(biāo)的影響。固定磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%,礦漿溫度為常溫,ZJ3在粗選和精選時(shí)用量均為500 g/t,進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果見圖7。

      由圖7可知,隨著磷酸用量的增加,粗精礦P2O5品位先升高后下降,而回收率則先下降后升高,綜合考慮,選擇磷酸用量為2 000 g/t。

      2.6 閉路流程試驗(yàn)

      在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了1粗2精的閉路浮選試驗(yàn)。粗選尾礦磷品位和第1次精選尾礦磷品位均遠(yuǎn)低于原礦品位,且產(chǎn)率較高,因此直接拋掉,而第2次精選尾礦磷品位高于原礦磷品位,將第2次精選尾礦返回第1次精選進(jìn)行閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖8,結(jié)果見表3。

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      3 結(jié)論

      (1)織金某磷尾礦P2O5品位為10.09%,磷主要以磷灰石形態(tài)存在,主要脈石礦物為白云石,白云石粒度細(xì)小,主要呈他形粒狀分布。

      (2)條件試驗(yàn)確定了最佳浮選工藝流程和藥劑制度:在磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%條件下,以磷酸為調(diào)整劑,ZJ3為捕收劑,采用1次粗選2次精選的閉路浮選流程,可以獲得P2O5品位為32.14%、回收率為48.29%的磷精礦。

      [1] 張?zhí)K江,夏浩東,唐文龍,等.中國(guó)磷礦資源現(xiàn)狀分析及可持續(xù)發(fā)展建議[J].中國(guó)礦業(yè),2014(s):8-13.Zhang Sujiang,Xia Haodong,Tang Wenlong,et al.Present situation analysis of phosphate mineral resources in China and suggestions for sustainable development[J].China Mining Magazine,2014(s):8-13.

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