孫建業(yè),孫建亮, 姜振勝，劉 亭

(湖北大峪口化工有限責(zé)任公司，湖北 鐘祥 431910)

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展進步，磷礦資源的消耗越來越大，品質(zhì)較高的磷礦資源越來越少，加大對中低品位磷礦資源的開發(fā)利用，對社會經(jīng)濟發(fā)展有重要意義[1-4]。

浮選是難選磷礦最行之有效的選別手段，傅克文等[5]的研究中闡述了正反浮選工藝在工業(yè)化生產(chǎn)中取得很好的效果，孫立田[6]的研究也表明正反浮選得到的磷精礦能滿足后續(xù)磷復(fù)肥生產(chǎn)。通過這些年的研究發(fā)展，浮選工藝技術(shù)已趨于成熟，因此加強難選膠磷礦的浮選藥劑研究對實現(xiàn)磷資源可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義[7-10]。

湖北某地區(qū)磷礦大多進入深部開采區(qū)，礦石性質(zhì)發(fā)生改變，原有藥劑的浮選指標波動較大。本次研究通過對混合脂肪酸進行磺化處理，在脂肪酸碳原子上引入-SO3H，選擇合適的表面活性劑進行復(fù)配增效，提高分散性和選擇性，復(fù)配而成的反浮選捕收劑M2具有原料獲取容易、產(chǎn)品合成簡單、安全環(huán)保的優(yōu)點，以該地區(qū)低品位磷礦為試驗礦樣，采用正反浮選工藝流程，取得了較穩(wěn)定、滿意的浮選效果。

1 礦石性質(zhì)

湖北某地區(qū)磷礦賦存于下震旦統(tǒng)陡山沱組中，自上而下共分五個磷礦層。其中第三層礦石，為灰—黑色互層狀砂屑磷塊巖，細粗砂屑結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造，屬于貧礦石。本區(qū)第三層礦石礦物組成主要是磷灰石、膠磷礦，主要脈石礦物是白云石、石英等，原礦P2O5品位17.54%，MgO含量4.51%，屬于低品位磷礦(表1)。

2 技術(shù)路線及藥劑

2.1 技術(shù)路線

實驗室內(nèi)一、二段破碎采用顎式破碎機，破碎后用單雙層兩用振動篩進行控制篩分，全部礦樣破碎至＜3mm，混勻縮分。針對原礦品位低、MgO含量高且含泥量較大的特征，擬采用正—反浮選工藝。正浮選過程脫出大量的硅酸鹽礦物和部分白云石，反浮選重點脫出白云石，技術(shù)路線見圖1所示。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 (單位：%)

圖1 技術(shù)路線

2.2 試驗藥劑

試驗所用化學(xué)藥劑為：Na2CO3，工業(yè)品(配成濃度10%)；抑制劑DYK-ZX，工業(yè)品(配成濃度5%)；正浮選捕收劑C1，工業(yè)品(配成濃度2.5%)；H2SO4，工業(yè)品(98%)；反浮選捕收劑M2，工業(yè)品(配成濃度2.5%)。

3 試驗結(jié)果及討論

3.1 磨礦細度試驗

磨礦細度對選礦藥劑的作用效果影響很大。本次試驗的磨礦設(shè)備采用三軸滾筒棒磨機，磨礦濃度確定為66.7%，進行磨礦試驗，隨著磨礦時間的增加，磨礦細度不斷提高(圖2)。

圖2 磨礦細度與磨礦時間關(guān)系

為確定磨礦細度對選礦指標的影響，分別將原礦以磨礦細度-0.074mm(-200目)的質(zhì)量分數(shù)占88.81%(1#)、90.60%(2#)、93.00%(3#)和93.71%(4#)，進行正浮選粗選開路試驗，根據(jù)精礦P2O5品位和回收率情況，分析磨礦細度對選礦指標的影響(表2)。

表2 磨礦細度試驗結(jié)果 (單位：%)

由表2可以看出，磨礦細度分別為88.81%、90.60%、93.00%和93.71%時，獲得的精礦P2O5品位分別為22.94%、23.80%、23.92%和24.01%，隨著磨礦細度的增加，精礦品位提高，浮選效果越來越好。綜合考慮磨礦能耗和選礦成本，確定磨礦時間為9min，磨礦細度(-200目)為90.60%。

3.2 條件試驗

條件試驗分兩部分，先進行正浮選條件試驗，然后將正浮選試驗所得精礦進行反浮選試驗，最后進行正反浮選閉路試驗。

3.2.1 正浮選條件試驗

根據(jù)藥劑條件試驗結(jié)果，進行了正浮選開路試驗，試驗所用工藝流程見圖3，試驗結(jié)果見表3。

由表3可以看出，經(jīng)過正浮選開路流程后，獲得磷精礦P2O5含量30.17%、精礦產(chǎn)率37.41%、回收率63.12%，符合進入反浮選流程的精礦指標。

3.2.2 反浮選條件試驗

進入反浮選的原礦為正浮選所得精礦300g，P2O5含量30.17%，MgO含量3.75%，pH值10～10.5之間。根據(jù)條件試驗結(jié)果，進行了反浮選開路試驗，試驗流程見圖4，試驗結(jié)果見表4。

圖3 正浮選藥劑條件試驗流程

表3 正浮選藥劑條件試驗結(jié)果 (單位：%)

圖4 反浮選藥劑條件試驗流程

表4 反浮選藥劑條件試驗結(jié)果 (單位：%)

由表4可以看出，經(jīng)過反浮選開路流程后，能獲得磷精礦P2O5含量32.16%、MgO含量0.74%，精礦產(chǎn)率80.35%、回收率96.56%的指標。

3.3 正反浮選閉路試驗

在前期正反浮選條件試驗的基礎(chǔ)上，進行正反浮選閉路試驗，試驗流程見圖1，即正浮選“一粗、兩精、一再選”，反浮選“一粗、一掃選”。試驗結(jié)果見表5和圖5所示。

圖5 正反浮選閉路試驗流程

由圖6和表5可以看出，經(jīng)過正反浮選閉路流程后，能獲得磷精礦P2O5含量32.05%、精礦產(chǎn)率44.56%、回收率82.04%、MgO含量0.75%的指標。

圖6 數(shù)質(zhì)量流程圖

4 結(jié)論

(1)湖北地區(qū)某低品位磷礦，P2O5品位為17.24%、MgO含量為4.33%。經(jīng)過正反浮選閉路試驗后，可以得到精礦P2O5含量32.05%、精礦產(chǎn)率44.56%、回收率82.04%、MgO含量0.75%的指標。

(2)由于該地區(qū)磷礦大多已進入深部開采，礦石性質(zhì)發(fā)生改變，原有藥劑不能繼續(xù)有效的發(fā)揮作用。而研發(fā)的新型藥劑M2能夠適應(yīng)礦石性質(zhì)變化，取得了較好的浮選效果，而且M2具有原料獲取容易、產(chǎn)品合成簡單、安全環(huán)保無異味等優(yōu)點。

(3)由于復(fù)配的原料之一表面活性劑市場價格較高，需要尋找更廉價的產(chǎn)品進行替代。