磷矿石的浮选

1、磷矿石的浮选不同矿石类型的选矿工艺1.1我国磷矿石选矿近几年的研究和发展较快，从技术上来 说与国外较为接近，技术和经验比较成熟。根据不同矿石性质通 常采用如下的选矿方法：硅质磷矿采用Na SiO,等抑制硅酸盐矿物而用阴离子捕收剂正浮磷酸盐矿物的正浮选工艺，分选效果较好，如宁夏贺兰山矿，工艺流程见图2。图2硅质磷矿正浮选工艺流程沉积钙质磷块岩采用 H sO或H PO等抑制磷 酸盐，阴离子捕收剂浮选白云石、 方解石等碳酸盐矿物的单一反 浮选工艺，工艺流程见图 3。对于含P O27. 0% , MgO4. 47% , SiO, 7. 87%勺原矿，用此单一反浮选工艺可以获得磷精矿P O32. 89%

2、 , MgO 1. 01%，磷回收率95. 32%的良好选矿指标。 如想进一步提高品位，可采用正 -反浮选工艺，即加 Na CO、Na SiO等抑制硅酸盐，阴离子捕收剂浮选磷酸盐及含钙镁等碳酸盐 矿物，然后再用 H sO或H PO将pH值调至5. 56 . 0以抑制 磷酸盐，阴离子捕收剂反浮选碳酸盐矿物，这样可使磷精矿P O含量提高到 35. 17% , MgO至 0. 78% , R2O 31. 97%,磷回 收率91 . 98%的良好选矿指标，如贵州瓮福磷矿，工艺流程见 图4。图3沉积钙质磷矿单一反浮选工艺流程图 4沉积钙质磷 矿正-反浮选工艺流程沉积变质型硅.钙质磷灰岩属易浮磷灰石 型磷

3、块岩，采用Na CO、Na SiO等抑制硅、钙矿物，阴离子捕 收剂正浮选磷灰石的直接浮选工艺，对含P: O 8. 0%勺原矿， 经此工艺可以获得磷精矿 P O品位大于35%，磷回收率83%的 良好指标，如湖北大悟县黄麦岭选矿厂。沉积硅.钙质磷块岩类磷矿石即胶磷矿是磷矿石中最难选的一种。它储量很大，占全国磷矿总储量的85%Z上。胶磷矿是一种结晶微细的与硅酸盐、碳 酸盐胶结在一起的细晶磷灰石，晶格中的 ca “可被Mg Mn Sr、 Na K、Sn等元素的离子所置换，磷酸根离子也可被其它阴离子 基团所替代，造成表面性质发生变化。这种磷灰石嵌布粒度很细， 与脉石矿物的单体解离较困难，同时，脉石矿物不

4、仅含有硅酸盐矿物，还含有白云石、方解石等与磷灰石可浮性相近的杂质矿物， 使其分选变得复杂而困难。 该类型磷矿采用正-反浮选（工艺流程 见图4）、反.正浮选（先用H sO或H PO抑制磷矿物，阴离子 捕收剂反浮选白云石等碳酸盐矿物， 然后用石灰、NaCO、NaSiO, 等抑制硅酸盐矿物而用阴离子捕收剂正浮选磷酸盐矿物，工艺流程见图5）或双反浮选（先用H sO或H PO抑制磷矿物，阴离子 捕收剂反浮选白云石等碳酸盐矿物，然后矿浆经脱泥后再用阳离子捕收剂反浮选硅酸盐矿物，工艺流程见图6）的选矿工艺进行分选，前两种工艺都不容易得到良好的分离效果，后者的分选效果较好，但对选择性好的高效阳离子捕收剂及选矿

5、工艺尚需做进 一步的研究，如湖北宜昌磷矿、荆襄磷矿等。图5胶磷矿反-正浮选工艺流程图6胶磷矿双反浮选工艺流程风化型或含泥质矿物多的磷矿石， 如摩洛哥的胡卜加选矿厂、 我国云南滇池周围的风化磷矿石， 可将磷矿石进行擦洗脱泥。对于在采矿过程中混入较多围岩或较贫 的磷矿石，可先采用重介质旋流器一浮选的联合工艺流程，即在粗粒级情况下通过调整介质密度来脱除密度轻的大粒级脉石，提高入浮矿石的P 0品位，以降低选矿成本。上述这些规律是我 国和世界磷矿选矿工作者经过几十年的科学研究，近几年来通过大量的选矿生产实践得出的， 也是近些年磷矿选矿通过科技进步 所取得的进展。2. 2湖北省磷矿选矿的基本状况鄂东地区大

6、悟矿区和黄梅矿区，目前建有两座采用单一正浮 选工艺的选矿厂。由于该矿区磷矿石属变质磷灰岩，选矿相对容 易，选厂运行良好，精矿 P 0品位都在35%以上。荆襄矿区主 要有大峪口公司磷矿选矿厂。 该选厂采用正一反浮选工艺， 选矿 指标较为理想，精矿 P 0品位大于31%，磷回收率大于80% , 目前运转正常，说明湖北省胶磷矿选矿在技术上和经济上是可行 的。宜昌矿区目前有两家重介质选矿厂，但其精矿产品不能达到生产磷酸二铉的要求。因此，在宜昌矿区采用正一反浮选或双反浮选 工艺建设浮选厂处理中低品位磷矿石是湖北省磷矿选矿必须面 对的一个问题。3磷矿选矿中存在并需要解决的问题3. 1推行“全层开采”。坚决

7、制止“采富弃贫”我国的磷矿资源中富矿仅占6. 75%（约8. 57亿t）,中低品位的贫矿却很 多。2003年，全国生产磷矿 2 488万t,当年出口磷矿石 750万 t,占总量的32% ; 2004年全国开采磷矿2 617万t,当年出口 磷矿石625万t,占总量的23. 8%;出口的磷矿石含 P 0都在 32%34江间，属高品位的富矿，两年中仅用于出口的富矿就 分别占当年全年磷矿生产量的 32%23. 8%,如果再加上国内 磷化工所用的富矿，那么富矿的开采量占全年的磷矿总开采量就 更大。2006年，湖北省生产的磷矿石为 1 200万t,其中富矿为 800万t , 400万t是中低品位的贫矿，富

8、矿占总开采量的66%。 这些充分说明我国磷矿开采生产中“采富弃贫”的现象是多么 的普遍和严重。以湖北磷矿山为例，宜昌磷矿山（储量约8、61亿t）呈两贫矿带 （平均含P 0 15% 18%庆一富矿带（平均含P 0 32 . 79%）的夹 心饼干矿层的结构，荆襄磷矿由下而上分4个矿层，第一层平均 含P 0 24%，第三层平均含 P 0 17 . 32%矿层厚度薄，只有几 米到十多米，而且贫矿层和富矿层相邻紧靠，如果单独采富矿， 势必要丢弃相当多的贫矿。如宜昌磷矿采1 t富矿就要丢弃68t贫矿，富矿开采后形成的矿坑将造成贫矿难以开采而永久的 被丢弃，资源浪费十分严重。如果推行全层开采，即在开采富矿

9、的同时将相邻的贫矿一起采出， 富矿可直接使用，贫矿经过选矿 生产出磷精矿（P 0含量大于30%洗磷化工企业使用，这样才能 保持我国及湖北省磷化工业的长期持续高效发展，否则富矿开采 十多年后将面临无矿可采的窘迫局面， 届时再兴建大批选矿厂就 会措手不及，我国磷化工将陷入不可想象的困境当中。3. 2加强选矿科学研究。开发出合理高效的贫矿选矿新药 剂、新工艺及新设备3. 2. 1新型浮选药剂的研究不论是湖北磷矿选矿，或是中 国磷矿选矿和世界磷矿选矿，其中存在的最大困难是缺乏选择性 高、专属性强的高效浮选药剂，如正浮选工艺中能耐低温、溶解 度高、选择性好、效果显著的阴离子捕收剂，也缺乏高效的抑制 剂和

10、在双反浮选工艺中浮选脱硅的高效阳离子捕收剂。加强这些浮选药剂的研究，侧重性的开发出高效新药剂将会解决当前磷矿 选矿中的最关键问题，特别对于沉积型磷块岩的选矿，将使磷矿选矿科技进步有着飞跃的发展。3. 2. 2工艺流程的研究 目前已开发出不少磷矿浮选的新 工艺，而对于重一浮联合流程要加强注意。重介质旋流器只是一 个预选抛去粗粒尾矿的设备及工艺，只能用于特别贫矿或围岩混 入多的矿石中，其生产出的精矿还需要浮选进行精选才能用作磷 化工的原料。如目前国内某些磷矿重介质选厂已建成单一重介质 旋 流器工艺，生产实践表明，精矿 P 0品位难以达到30%以上， 尾矿中P 0含量则高达15%,尾矿中磷损失严重，

11、回收率低， 生产与试验、设计相差甚远。原因是磷矿物密度为3. 053. 10 g/cm，而脉石矿物密度为 2. 82. 85 g / cm,二者相差很 小，选用的重介质密度应为 2. 9 g/em,这在工业生产中难以 精确保证重介质的密度稳定在 2. 9 g /em ,稍有偏差就会造成 分选效果变差，选矿指标波动频繁。因此，应该采用重一浮联合 工艺，使其既能使精矿达到质量要求，又能降低尾矿P0的品位，减少资源的损失，与单纯的浮选工艺相比还能使选 矿成本有所降低。3. 2. 3浮选柱在浮选流程中的应用 20世纪90年代后期， 加拿大彻底解决了浮选柱的发泡装置及其控制系统。 目前，除国 外已广泛应

12、用外，浮选柱在我国江西德兴铜矿、 湖南柿竹园多金 属矿、鞍钢弓长岭铁矿等有色金属、冶金行业已成功应用。与传统的浮选机相比，浮选柱在浮选中具有分选性能好， 能耗低, 占地面积小等诸多优点， 特别是浮选的选择性高， 预计能明显提 高磷矿浮选的效果。、磷矿开采磷矿开采有露天开采和掘井开采两种采矿技术。美国佛罗里达、田纳西、北卡罗来纳等州及西部一些矿区多用露 天采矿技术，而掘井采矿技术只在西部一些地区应用，东部没有。多数矿区采出的矿石须经一定处理，以分离出原矿中的含磷酸盐部分。有时还须将矿石粉碎，含磷酸盐部分经过洗矿、筛矿、分 矿、摇床附聚和浮选等一系列复杂工序而与杂质分离，并得到浓缩。干燥后，便适用

13、于磷肥生产。图10-3所示为美国佛罗里达州筛选磷矿石的各个步骤。云南中低品位磷矿选矿采用浮选柱的可行性探析摘要：在介绍云南磷矿资源的特点以及国内外磷矿选矿用浮选柱的试验研究及应用现状的 基础上，探讨了云南中低品位磷矿选矿采用浮选柱的可行性。1矿石特性云南省磷矿主要为胶磷矿，据统计，胶磷矿平均含量62 . 68 %,此外还有少量的细晶磷灰石及次生的银星石、磷铝石等。胶磷矿在磷矿石中以颗粒和胶结物两种形式存在，其中以颗粒和胶结物存在的比例分别占53 . 31%和9. 37%,而且在胶磷矿中都不同程度地混入了脉石矿物。磷矿石资源中 P2O5含量在20%以下的占了一半以上，主要是硅钙型磷块岩，普遍赋存

14、 于矿体深部。伴生的脉石矿物主要有白云石、方解石、玉髓、石英、粘土矿物，还有少量的海绿 石、黄铁矿及炭质物等，有害杂质的含量特点一般是镁高，铁铝较低。2浮选柱浮选柱是一种新型高效浮选设备，它是具有柱型槽体的无机械搅拌充气式浮选设备。 浮选柱原型是在2O世纪6O年代，由加拿大人皮埃尔鲍廷和唐怀勒等人研制发明，并申请了专利，但直到80年代初还未获得广泛应用，主要原因是浮选柱原型存在着一系列理论上的问题。80年代后，许多矿业发达国家，如加拿大、美国、澳大利亚等在浮选柱的基础理论、结构形式、 发泡方式及自动控制等研究方面取得长足进展，从而使浮选柱得到广泛应用。在选矿厂中的应用范围不仅限于精选作业，而且

15、扩展到粗选或扫选作业，国外已出现了全浮选柱选矿厂。浮选柱所处理的矿种包括铜、铅、锌、钥、镣、氤铁、白鸨、煤、萤石、石墨、滑石、重晶石、磷灰石 等。加拿大工艺技术公司(简称CPT)是主要的浮选柱制造企业，它的浮选柱在国际市场占 有率居世界第一。到目前为止，该公司已销售的浮选柱总量超过300台，其产品分布在加拿大、美国、智利、巴西、墨西哥、澳大利亚、南非、赞比亚等27个国家，所处理的矿物种类包括铜、铅、锌、钥、铁、煤及磷酸盐等。 3浮选柱试验及应用我国从60年代中期开始推广应用浮选柱，尽管当时浮选柱技术并不成熟，但人们过于 片面看中它节省投资的优点，所以至70年代初期，全国的浮选柱用户已达20多家

16、。长期以来，浮选柱失败的原因主要在于气泡发生器的结构堵塞、运行不稳定、操作不便以及缺乏经验等。80年代以后这些浮选柱多数被拆除，代之以新型机械浮选机，而继续使用的厂家所剩无几。国内浮选柱研究单位首推中国矿业大学，但它们的技术主要应用在煤的浮选方面，共 计有100多家应用了浮选柱，其中代表性的装置有上海大屯能源股份有限公司选煤厂的6台浮选柱，规格为03000X 5700，浮选效果良好，水在系统内循环，每吨精煤补充新鲜水约100 kg。武汉工程大学率先在国内用充填介质浮选柱对胶磷矿进行了浮选试验，浮选柱规格为050 X1500和050 X1800，泡沫高度为 500，采用正一反浮选工艺，入矿品位为

17、 19 . 70 % P2O5 , 正浮选所得磷矿品位为 27. 27 % P2O5,磷收率达83. 35 % ;反浮选所得磷矿品位为 30. 10 % P2O5,磷收率达95 . 14%,相当于浮选机的一粗二精操作单元。国外对浮选柱应用于磷矿浮选做了不少的研究，如美国在实验室内用中146 X 1830勺浮选柱对佛罗里达磷矿进行了试验， 结果表明，在入选磷矿为P2O5 17 . 1 %,酸不溶物78 .5%, 料浆质量分数66%的条件下，采用一次正浮选后， 得到精矿为P205 28.0%，磷收率为84.1%。印度的中央邦有着丰富的低品位硅质磷酸盐资源，为了利用该资源，采用了常规浮选 试验来提高

18、品位，结果显示，P2O5含量从12. 76%提高到30 . 23%需要采用4段精选，P2O5回收率为83%，而精矿中SiO2含量无法降至10%以下。在此基础上，用美国戴斯特(Deister)机械公司提供的浮选柱中76 mm进行了对比试验，收集带高仅1. 5m ,泡沫带高1. 3m,用油酸钠作捕收剂，硅酸钠作抑制剂，用碳酸钠和盐酸调节pH,试验中药剂用量与常规浮选法相同，得到了以下结论：a. 要得到大于90%的1)205回收率，短捕收带就足够了；b. 空气流速极大地影响到精矿品位；C.较深的泡沫带利于排出夹杂的颗粒，从而提高精矿品位；d. 冲洗水流速对精矿品位没有太大的影响，冲洗水流速应保持在最

19、小值，以提高矿浆在浮柱中的停留时间；e. 变量对P2O5含量的影响次序为：空气流速 泡沫高度 冲洗水流速；f. 浮选柱可省去 4段精选，可得到含 Si02仅为10 % /的精矿。此外，加拿大 CPT浮选柱已在我国得到了应用，德兴铜矿用中2400X 10000的浮选柱对二段精选进行了工业试验，处理能力1万t/a,与浮选机对比，铜精矿品位提高4 . 62%,并且在金川公司也得到应用。应用结果表明，浮选柱的浮选效果优于浮选机。所以德兴铜矿和金J11公司拟在近期内增加新的浮选柱生产装置。江阴环境工程设备厂为加拿大CPT在中国的总代理，除了气泡发生器等主要零件由加拿大CPT公司制造外，主体浮选柱已可在国内生产制造，为浮选柱的应用创造了条件。4结语云南省磷矿资源的工业性生产富集技术普遍采用擦洗脱泥技术，该技术提高的磷矿品 位