張家口崇禮縣磷鐵公司鐵尾礦中磷的浮選回收試驗(yàn)

邵鳳俊

(河北理工大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,河北 唐山 063009)

0 引言

資源緊缺使尾礦中有用元素的再回收利用引起了廣泛重視。磷是一種不可更新、難以替代的有限自然資源。磷在自然界主要以磷酸鹽巖石以及鳥(niǎo)糞石和動(dòng)物化石的天然磷酸鹽礦石存在,在人工開(kāi)采或天然侵蝕后,最終歸宿是深海的沉積層中。沉入深海的磷只有很少一部分可通過(guò)淺海魚(yú)類(lèi)或海鳥(niǎo)返回陸地,以至于磷在生物圈中大部分是單向流動(dòng),從而成為一種不可更新的寶貴資源。磷的用途廣泛,可用作肥料、飼料、洗滌劑、飲料、金屬處理、電鍍加工、粘接劑、醫(yī)藥等。因此對(duì)自然界中磷的開(kāi)發(fā)利用應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)綜合利用磷、節(jié)約有限的磷資源[1]。

張家口崇禮縣磷鐵公司選鐵尾礦含磷(以五氧化二磷計(jì),以下同)2.51%,對(duì)其中磷加以回收和利用,有著節(jié)約有限磷資源,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要意義。含磷礦物以磷灰石為主,常呈柱狀和六邊形自形晶結(jié)構(gòu),其次呈不規(guī)則粒狀產(chǎn)出,主要嵌布在脈石礦物及其集合體間隙中,與輝石、長(zhǎng)石、綠泥石等脈石礦物關(guān)系密切。磷灰石的嵌布粒度較粗。脈石礦物以鈣鎂硅酸鹽為主,主要有綠泥石、透輝石、輝石、角閃石、黑云母、絹云母、方解石和長(zhǎng)石等礦物。該選鐵尾礦為粉狀,顏色較黑。以該選礦尾礦為原礦,對(duì)其進(jìn)行晾干、縮分及選礦試驗(yàn)研究。礦樣表面新鮮時(shí),磷的可浮性較好 .但隨水分蒸發(fā),礦樣逐漸干燥,磷的可浮性逐漸變差,干燥到一定程度時(shí),可浮性極差.為恢復(fù)新鮮表面,增強(qiáng)目的礦物的可浮性[2]。對(duì)浮選粗精礦進(jìn)行再磨,再磨細(xì)度為-0.074mm較為適宜。通過(guò)試驗(yàn)研究,獲得了磷精礦中五氧化二磷含量為 34.34%,磷回收率為75.81%的較好試驗(yàn)指標(biāo)。

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦XRF光譜定性分析

原礦XRF光譜定性分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 XRF光譜定性分析結(jié)果(%)

表1 XRF光譜定性分析結(jié)果(%)

由表 1知,該礦樣中可回收元素只有 P2O5,其它成分不具有回收價(jià)值。

2 試驗(yàn)研究

因試驗(yàn)樣品為選鐵尾礦,樣品細(xì)度-0.074mm為 11.3%,為節(jié)約成本,先進(jìn)行不磨礦選別試驗(yàn)研究。

2.1 值調(diào)整劑用量試驗(yàn)

pH值是影響浮選指標(biāo)的重要因素,碳酸鈉因其又有對(duì)礦物表面的清洗作用,常用作浮選作業(yè)中的 pH值調(diào)整劑。本試驗(yàn)以碳酸鈉作為 pH值調(diào)整劑,對(duì)其用量進(jìn)行試驗(yàn)考查。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖 1,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖 2。

由圖 2試驗(yàn)結(jié)果可以看出,碳酸鈉用量對(duì)選別該礦樣有較大影響,隨著碳酸鈉用量增加,磷精礦品位(以五氧化二磷計(jì))呈增加趨勢(shì);但當(dāng)碳酸鈉用量超過(guò) 3000 g/t,磷精礦品位降。隨著碳酸鈉用量地增加,磷精礦回收率亦呈先升后降的趨勢(shì)。綜合考慮,取碳酸鈉用量 3000～3500 g/t較為適宜。

2.2 水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃是硅酸類(lèi)脈石礦物的較好抵制劑,該選鐵尾礦中,脈石礦物以鈣鎂硅酸鹽為主,試驗(yàn)在碳酸鈉用量為 3500 g/t,氧化石蠟皂為 600 g/t條件下,考查水玻璃用量對(duì)磷浮選效果的影響,試驗(yàn)流程見(jiàn)圖 1,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖 3可能看出,隨水玻璃用量增加,磷精礦品位呈顯著增加,而磷回收率先增后減,綜合考慮品位和回收率指標(biāo),水玻璃適宜用量為1000 g/t,此時(shí),磷精礦品位和回收率分別為28.39%和86.02%。

2.3 氧化石蠟皂用量試驗(yàn)

捕收劑用量是影響浮選指標(biāo)的重要因素,試驗(yàn)在碳酸鈉用量為 3500 g/t,水玻璃用量為 1000 g/t條件下,考查捕收劑氧化石蠟皂用量對(duì)磷浮選效果的影響,試驗(yàn)流程見(jiàn)圖 1,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖 4。

由圖 4可以看出,隨著氧化石蠟皂用量,磷精礦品位和回收率均呈先增后降的趨勢(shì),綜合考慮,氧化氧化石蠟皂用量為800g/t時(shí),指標(biāo)較好。

2.4 精選試驗(yàn)

2.4.1 粗精礦直接精選試驗(yàn)

在碳酸鈉用量3500 g/t,水玻璃用量1000 g/t,捕收劑氧化石蠟皂 800 g/t條件下進(jìn)行粗選,再對(duì)所得粗精礦進(jìn)行精選試驗(yàn).精選次數(shù)為 4次,每次精選水玻璃用量 400 g/t,一次精選浮選時(shí)間為3m in,其它三次精選浮選時(shí)間為2.5min,試驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 精礦試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果

由表 1結(jié)果可以看出,精選試驗(yàn)可以使精礦品位由 28%提高到 34%以上,開(kāi)路精選磷精礦回收率在70%以上,精礦試驗(yàn)效果較好?？梢?jiàn),在不磨礦的情況下,在適宜的浮選條件下,可以選出合格的磷精礦。

2.4.2 粗精再磨細(xì)度試驗(yàn)

該試驗(yàn)樣品為選鐵尾礦,取自尾礦壩,選鐵尾礦在輸送及堆存過(guò)程中,可能受到各種污染,且該樣品中-0.074 mm含量?jī)H為11.30%,對(duì)該樣品進(jìn)行浮選,選出粗精礦-200目含量為37.42%,這勢(shì)必影響粗精礦中磷的選別效果。為增加目的礦物單體解離度,清洗被污染的礦物,使之恢復(fù)新鮮表面,試驗(yàn)對(duì)粗精礦進(jìn)行再磨 .再磨后進(jìn)行精選試驗(yàn)。精選試驗(yàn)精礦品位及回收率(開(kāi)路)見(jiàn)圖5。

由圖 5可以,對(duì)浮選粗精礦進(jìn)行再磨,對(duì)磷精礦品位及回收率有重要影響,隨著再磨磨礦細(xì)度增加,磷精礦品位呈增加趨勢(shì),當(dāng)再磨細(xì)度超過(guò)-0.074 mm為70%后,磷精礦品位隨著磨礦細(xì)度增加而降低;磷精礦回收率隨著磨礦增加而呈降低趨勢(shì)。原因是再磨減少或消除了礦樣在輸送、堆存過(guò)程中污染的影響,增加了目的礦物與脈石礦物間的可浮性差異,從而可提高了磷精礦的品位。綜合考慮品位及回收率指標(biāo),適宜的磨礦細(xì)度-0.074mm為70%左右較適宜,此時(shí),磷精礦品位為34.34%,回收率為75.81%。

圖5 再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)選礦尾礦中有益元素進(jìn)行再選再收,有著綜合利用礦產(chǎn)資源、減少尾礦堆存量,增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要作用。某選鐵尾礦樣品中可回收的主要元素為磷,其五氧化二磷含量為 2.51%,試驗(yàn)研究在適宜的條件下,獲得浮選磷精礦品位(以五氧化二磷計(jì))為34.34%,磷回收率為75.81%的較好指標(biāo)。試驗(yàn)樣品是堆存的尾礦,礦漿輸送及堆過(guò)程中,礦物表面受到不同程度的污染,影響浮選指標(biāo),研究是對(duì)粗精礦進(jìn)行輕微磨礦后進(jìn)行精選。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,將排出尾礦直接進(jìn)行選別,因尾礦未受到污染或污染程度較低,其表面是較新鮮的,可考慮取消粗精礦再磨作業(yè),直接進(jìn)行浮選,可減少能耗,降低生產(chǎn)成本。

[1] 徐洪斌,馬勇光.磷資源合理利用及回收[J].安全與環(huán)境工程2008,15,(3)62-64.

[2] 胡為柏.浮選[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1993.