滇池地区中低品位磷矿石选矿工艺的新探索

1、滇池地区中低品位磷矿石选矿工艺的新探索 缪以瑾(昆明冶金研究院 , 云南 昆明 650031摘 要 :论述了滇池地区中低品位磷矿石选矿工艺的新思路 , 器和矮柱浮选槽 , 实现了更经济合理地回收胶磷矿 ; , 精 、尾 矿水排放达到了 G B8978-88污水综合排放二级标准 。提供了良好前景 。关键词 :中低品位 ; ; ; ; 矮柱浮选槽 ; 粒级回收率:文章编号 :1006-0308(2003 增 -0075-031 前 言云南省富产磷矿石 , 其资源储量居全国首位 , 预测资源总量达 183亿 t , 其中 P 2O 5含量在 15% 25%之间 , 属中低品位 。 目前全省已探明的储

2、量约 60亿 t , 而 80%左右为 P 2O 5<25%的中低品位矿 石 。滇池地区是云南省磷矿石的主要开发区 , 集中 了十几个大型磷矿 , 其中己经和即将大规模生产的 有昆阳 、 海口和晋宁这三大矿山 , 形成了当前云南 磷矿生产的主要基地 。 但其中保有的储量绝大部份 是中低品位磷矿石 。如此丰富的磷资源 , 由于选矿技术及经济效益 的困扰 , 长期沉睡未被利用 , 因此 , 开发对中低品 位磷矿石选矿工艺的研究十分必要 。国家在“ 六五” 、 “七五”期间 , 已投入可观的 科研经费 , 对胶磷矿的选矿作了大量研究 , 取得不 少成果 , 但这些成果在云南省 , 特别是在滇池

3、地区 要推广利用 , 尚存在两大问题 :一是滇池地区环保 要求严格 , 既要大量开采磷矿 , 又要不污染滇池 , 大量使用浮选药剂显然不行 ; 二是用全浮选方法选 矿 , 药耗高 , 费用大 , 经济效益差 , 与内地无竞争 力 。 鉴于上述原因 , 省科委决定组织 “八五”攻 关 , 能否找到一条不用浮选 , 只用重选方法 , 或是 重一浮联合工艺 , 尽可能的减少浮选的入选量 , 并 采用无污染或低污染的药剂 , 有效的 、 经济的 、滇 池地区环保能接受的选矿工艺路线 , 开发利用三大 矿区中低品位磷矿石 , 使磷精矿中 P 2O 5含量及其 杂质含量达到国家酸法二类矿标准 。2 工艺矿

4、物学研究的结论根据工艺矿物学研究可知 :三个矿区的主要目 的矿物为胶磷矿 , 它是一个磷灰石呈超显微粒的微 晶集合体与极细微脉石矿物的机械混合物 ; 胶磷矿 多以非晶质 , 隐晶质 , 超显微磷灰石微晶集合体产 出 , 其结构构造多为鲕粒状 、 团粒状或碎屑状 , 而 石英 、 云母等硅质脉石 , 以粉砂状 、 微粒状形式呈 基质或嵌布于胶磷矿鲕粒中 ; 昆阳和海日磷矿石还 含有碳酸盐脉石一方解石 、 白云石等呈团粒状 , 不 规则胶结于胶磷矿中或呈星点嵌布于胶磷矿中 。三 个矿区的胶磷矿和脉石均属于细粒不均匀嵌布 , 当 粒度在 011mm 加时方可达 80%单体解离 , 但在 + 0145

5、mm 加各级也有部份单体解离 。就其脉石种类 , 晋宁矿的主要脉石为石英 , 其 次是云母等硅酸盐脉石 , 按它们的比重计算重选可选性指数 e =2165-1=1127, 虽属难选范围 , 但对 部份粗粒的胶磷矿 , 采用高效的重选设备是可以回 收的 , 而对嵌布粒度细微与脉石紧密结合的只能求 助于浮选 。 昆阳和海口磷矿的脉石矿物主要是白云57收稿日期 :2003-08作者简介 :缪以瑾 (1939- , 女 , 云南昆明人 , 高级工程师。基金项目 :云南省 “ 八五”科技攻关项目。2003年 10月 云 南 冶 金 Oct 12003 石 , 其次是硅质 , 白云石与磷灰石的比重差小 ,

6、 其 重选可选性指数计算 e =2191-1=1109属极难选的 范围 , 再加上白云石嵌布粒度细微 , 结构复杂 , 因 此重选脱除 MgO 极为困难 , 它可以得到 P 2O 5> 28%的精矿 , 但其中含 MgO >115%218%, 只能 依靠浮选实现降低 Mg o 的任务 。 建议选矿采用重 浮联合流程 。3 重选可选性的考查为进一步确认工艺矿物学研究的结论 , 又进行 了各试料由 1501074mm 的重液分离试验及摇床选 别考查 , 显然 , 晋宁磷矿的重选指标最好 , 当重液 比重为 2185时 , 可以获得 P 2O 5品位 1%矿 , 回收率 4219%, ,

7、 矿品位可提高至 %40%。床选 考查 , -28mm 加时 , 可获得品位 为 29112%, 回收率为 40148%的精矿 。 昆阳磷矿在 比重为 2195时可获得品位为 28138%, 回收率为 44162%的磷精矿 , 然而其中 MgO >115%218%, 当入 选 粒 度 为 -0115mm 时 , 床 选 后 可 获 得 P 2O 528168%, 回收率 42187%的磷精矿 , 但是其中 MgO >115%218%。海口磷矿也类似 , 当矿石磨 至 -0128mm 时 , 床选后可获得品位 28163%, 回收 率 41133%的磷精矿 , 但其中 MgO >

8、;115%218%。 重选可选性考查证实了工艺矿物学研究的结 论 , 单一重选回收率低 , 采用重一浮联合 , 尽可能 减少浮选入选量是可取的 。4 实现重一浮联合的关键磷矿石的选别有几个特点 :原矿处理量大 , 精 矿产率高 , 胶磷矿与脉石比重差小 , 因此 , 要实现 重 浮联合的关键 , 必须有高效的分选设备 。 试验 所研究的重选设备 水介质旋流器 ; 浮选设备 矮柱浮选槽等 , 它们都具有分选效率高 , 处理 能力大 , 操作简单稳定 , 价格低廉的特点 。水介质旋流器不同于普通的旋流器 , 其底锥 短 , 锥角大 , 溢流管直径大具有较深的插入深度 :当矿浆压入后 , 利用简体内

9、离心力形成的矿浆旋涡 流和锥形区的自身介质层进行分选 , 轻细颗粒不能 穿过这个高密度的介质层而沿内螺旋向上运动经溢 流管排除 , 而粗重颗粒则穿过介质层由沉砂口排除 成为精矿 , 从而完成了整个分选过程 。因此它除具 有普通旋流器的离心力分选作用外 , 同时在大锥角 区具有重介质的分选作用 , 对于回收与脉石矿物比 重差较小的胶磷矿是有利的 。水介质旋流器主要回收 +01037mm 的胶磷矿 , 以 晋 宁 为 例 , 当 入 选 粒 度 为 -0128mm 时 , + 01037mm 中磷品位可达 25195%, 比原矿品位提高 4%左右 , 只经一次选别就可达 28%以上 , 有利于 重

10、选回收租粒精矿 。 晋宁矿的脉石主要是硅质 , 相 对其它两个矿易于重选分离 , 控制给矿压力为 115 2kg/cm 2, 一次粗选精矿可达标 , 回收率 40%以 上 。 它的处理能力大 , <75mm 的水介旋流器处理可 达 400h 台 , 9kg , 不须动力 , 它吸收了 , 实现了 矿物颗粒与空气充分接触并产生气泡均匀的矿化 层 , 使矿物能被充分捕收 , 对于精矿产率大的磷矿 石的浮选具有较大的优越性 。 <1000mm ×400mm 的 矮柱浮选槽处理量可达 1000kg/h 台 , 富集比高 , 一粗一扫可获 得 30%以 上 的 精 矿 , 作 业

11、效 率 达 70%。这两个高效设备是实现重 浮联合工艺流程的 关键 。5 重 浮联合的良好前景重 浮联合流程对处理滇池地区中低品位磷矿 石取 得 了 良 好 成 果 , 尤 以 晋 宁 矿 石 为 佳 , 采 用 <75mm 水介质旋流器 +<1000mm ×400mm 矮柱浮选 槽 的 工 艺 流 程 , 可 获 得 产 率 为 63172%, 品 位 28137%, 回收率 83150%的精矿 , 精矿中含 MgO 仅 0135%, 其它元素合格 , 数质量流程见图 1。 它较全浮选有明显的优势 :(1 磨矿细度粗为 -0128mm , 而全浮选须磨至 -01074m

12、m 占 90%以上 , 从而避免了易磨的磷矿石 泥化造成浮选泡沫粘和过滤烘干作业等困难的问 题 。(2 重 浮流程的药剂耗量明显低于全浮选 , 仅须 3187kg/t , 减少 6147kg/t (见表 1 , 加上 70%的回水率 , 可进一步减少药耗 , 降低选矿成本 , 提 高经济效益 。(3 流程简单 , 操作稳定 , 小试与扩试重现性 好 (见表 1(4 各种设备自行其是 , 从重一浮精矿粒级回 收率考查结果 (见表 2 看出 , 重选水介质旋流器 主要回收了 -01037mm 的胶磷矿 , 而矮柱浮选槽主672003年 10月 云 南 冶 金 Oct 12003 要回收 -0103

13、7mm 的胶磷矿 , 最终使总回收率达 80%以上 。(5 重选精矿的回收率高于浮选 , 占总精矿回 收率的 51179%, 十分有利于最终产品的处理 , 大 大降低选矿成本 。(6 由精尾矿水质分析结果 (见表 3 可知 , 除尾矿沉清水的悬浮物超标外 , 其它均合格 , 流程 中 70%的回水率 , 可以再度节约药耗和减少尾水排 放量 , 有利于环保 。(7 试验曾对晋宁矿中品位矿石采用全重选流 程处理 , 入选品位由 21%提高至 24%, 水介质旋 流器只经一次粗选 , 可获得产率为 54153%, 品位 28174%, 回收率 70%的精矿 , 说明全重选处理中 品位矿石是可以实现的

14、 。海口和昆阳磷矿重一浮联合流程的富集规律与 晋宁相似 , 也取得较好的指标 ; 昆阳磷矿精矿产率 70196%; 品位 P 2O 528114%(含 MgO1185% , 精矿 回收率 81196%。 海口磷矿精矿产率 64186%; 品位 P 2O 528187%(含 MgO1197% , 精 矿 回 收 率 84169%。 然而为了降低精矿中 MgO 采用双反浮选 加入较多的磷酸 , 造成尾水中磷酸盐超标 , 进一步 优化浮选 , 重一浮联合是可行的 。6 结 论综上所述 , 重一浮联合流程能更经济合理地处 理滇池地区中低品位磷矿石 , 它较单一全浮选优 越 , 为云南省内许多同类型的磷

15、矿石的开采利用提 供了良好的前景 。 高效的重 、 浮选设备是实现重一 浮联合流程的关键 , 进一步工业化后将具有较强的 生命力 。随着国家对磷精矿质量的要求不断提高 , 以及 滇池地区环保越来越严格 , 研究高效的 , 低污染的 选矿工艺路线处理中低品位磷矿石是十分必要的 。 表 1 全浮选 、 重 浮联合流程试验结果比较试验种类 工艺流程精矿技术指标 %产率 品位 回收率合小型试验m-m:水介旋流器一次粗选浮选 :重选尾矿浓密后直接进入矮柱浮选槽一粗一扫开路流程 , 常温 , 进入浮选产率 64138%。413963184其中 :重选 :35162浮选 :28122281342710230

16、1018311544123 38192重浮联合扩大试验同上浮选作业增加一次扫选进入浮选产率 64173%318763172其中 :重选 :35127浮选 :2814528137261553016283150 43125 40125全浮选1、 采用浮选机 :(小型试验 磨矿 细 度 -200目90%, 两粗两扫两精常温浮选61256013430133841032、 采用矮柱浮选槽 :磨矿 细 度 -200目9618%;一粗一扫开路流程 , 常温浮选。10134591363016083112表 2 扩试重 、 浮精矿粒级回收率考查结果 %粒级 mm重选水介旋流器精矿浮选矮柱浮选槽精矿 0128011576148对给矿 对原矿 011501074691387917624142 0107401037431878219246154 010370101991