膠磷礦不同磨礦細(xì)度單體解離度測定及其浮選應(yīng)用

楊穩(wěn)權(quán)，方世祥，龐建濤，何海濤，張澤強(qiáng)

（1．云南磷化集團(tuán)有限公司磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究分公司，云南 昆明 650113；2．武漢工程大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，湖北 武漢 430074）

0 引 言

在我國，磷礦浮選廠對其流程的檢查、監(jiān)控及選礦產(chǎn)品的質(zhì)量控制基本上停留在以化學(xué)分析為主的手段上，而對其流程產(chǎn)品的解離度考察工作并不多，對其流程的可優(yōu)化程度并不十分清楚，浮選廠追求流程的穩(wěn)定更甚于追求流程的最佳，流程優(yōu)化的工作力度不夠大［1］．工藝礦物學(xué)檢測在一般的甚至是較大型的中國礦山企業(yè)基本不存在［2］．

從事膠磷礦浮選的大部分研究人員或是生產(chǎn)技術(shù)人員僅僅是通過簡單的浮選試驗研究，獲得一個較為“理想的選別指標(biāo)”，特別是獲得一個較為理想的精礦回收率指標(biāo)［3－8］，而具體的最佳的精礦選別指標(biāo)是多少，沒有明確的依據(jù)．實(shí)際的精礦回收率與理論回收率差值越小，說明其浮選指標(biāo)越好．本文通過對云南?？诹椎V區(qū)中低品位膠磷礦在不同磨礦細(xì)度下礦石單體解離度的測定［3］，結(jié)合浮選不同工藝流程試驗研究，使精礦回收率趨近于理論回收率．

1 原礦性質(zhì)

原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果如表1所示．

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果Table 1 Chemical analysis of raw ore

從表1可以看出：試驗礦樣為硅鈣質(zhì)磷塊巖，表現(xiàn)為低磷高鎂，硅含量中等，R2O3（Fe2O3和Al2O3的總量）含量低，主要有用礦物為膠磷礦，主要脈石礦物為白云石和硅質(zhì)礦物．對此種礦石可以通過簡單的反浮選脫除碳酸鹽雜質(zhì)并可獲得滿足下游用戶要求的濕法磷酸用磷精礦．

2 不同磨礦細(xì)度下磷礦石單體解離度測定

2．1 單體解離度測定方法

在偏光顯微鏡下觀測時，－0．030 8 mm粒級的礦樣制樣和測定都很難，而－0．030 8 mm粒級礦樣中有用礦物膠磷礦基本呈解離狀態(tài)，少數(shù)的連生體利用磨礦的方法使其解離難度很大，成本也不劃算，所以此次測定僅對＋0．030 8 mm粒級的各個礦樣進(jìn)行單體解離度測定．同時，在單體解離度測定過程中，由于在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，通過磨礦的方法解離礦樣中嵌布粒度小于0．01 mm的脈石礦物是不行的，因此在以下測定過程中把嵌布粒度小于0．01 mm的包裹體看成了膠磷礦的組成部分［4］．

2．2 不同磨礦細(xì)度下磷礦石粒度分布

不同磨礦細(xì)度下磷礦石粒度分布如表2所示．

表2 不同磨礦細(xì)度下磷礦的粒度分布Table 2 Size distribution of phosphate ore particles under different grinding fineness

從表2可以看出，隨著磷礦石磨礦細(xì)度的增大，－0．030 8 mm粒級的占有率不斷增大，＋0．076 mm粒級占有率不斷減小，－0．076～＋0．030 8 mm粒級的占有率也不斷減?。?/p>

2．3 不同磨礦細(xì)度下磷礦石單體解離度測定

不同磨礦細(xì)度下磷礦石單體解離度測定結(jié)果見表3．

表3 不同磨礦細(xì)度單體解離度測定結(jié)果Table 3 Determination results of monomer dissociation degree under different grinding fineness

表3中，①－0．030 8mm膠磷礦的單體解離度按99%計算；② 礦樣的最高理論回收率［5］計算如公式（1）和（2）．

式中：εn為該粒級的礦樣回收率；Q單為該粒級礦樣中單體有用礦物的質(zhì)量；Q≥1／2為該粒級礦樣中有用礦物占礦石顆粒1／2以上有用礦物的質(zhì)量；Q總為該粒級礦樣中有用礦物的總質(zhì)量；ε總為礦樣總的回收率；ε＋0．076為＋0．076粒級礦樣的回收率；γ＋0．076為 礦樣＋0．076 粒級的產(chǎn)率；ε－0．076～＋0．0308為－0．076＋0．030 8粒級礦樣的回收率；γ－0．076～＋0．0308為礦樣－0．076＋0．030 8粒級的產(chǎn)率；ε－0．0308為－0．030 8粒級礦樣的回收率；γ－0．0308為礦樣－0．030 8粒級的產(chǎn)率．

由公式（1）和（2）計算可得礦樣的最大理論回收率．

3 浮選試驗研究結(jié)果

3．1 不同磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

浮選試驗工藝流程及條件如圖1，結(jié)果見表4．

圖1 磨礦細(xì)度試驗工藝流程圖Fig．1 Grinding fineness test process flow diagram

表4 不同磨礦細(xì)度試驗研究結(jié)果Table 4 Test results of different grinding fineness

從表4可以看出：隨著磨礦細(xì)度（－0．076 mm含量）的增加，精礦產(chǎn)率、回收率逐漸減小，脫鎂率先增加后減少．綜合比較試驗結(jié)果，選擇磨礦細(xì)度－0．076 mm占88%較為合適．

3．2 全流程閉路試驗結(jié)果

從不同磨礦細(xì)度（－0．076 mm含量84%～95%）試驗結(jié)果來看，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦回收率與理論最大回收率之間相差8%～9%，說明僅通過增加磨礦細(xì)度不能使精礦指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，還需要通過優(yōu)化流程結(jié)構(gòu)和藥劑制度，盡可能的增加精礦回收率．全流程浮選試驗工藝流程及條件如圖2，結(jié)果見表5．

圖2 閉路試驗工藝流程圖Fig．2 The flowsheet of closed－circuit test

表5 閉路試驗結(jié)果Table 5 The results of closed－circuit test

從表5可以看出：在該磨礦細(xì)度下，通過優(yōu)化流程結(jié)構(gòu)和藥劑制度，精礦回收率達(dá)到91．24%，精礦回收率提高了2．33%．說明優(yōu)化流程結(jié)構(gòu)和藥劑制度能有效地提高精礦回收率．

4 結(jié)果討論與建議

a．測定了不同磨礦細(xì)度下膠磷礦的單體解離度，并分別計算了最大理論回收率．

b．在選定膠磷礦最佳磨礦細(xì)度為－0．074 mm占88%時，計算的最大理論回收率為95．71%，通過浮選試驗研究，獲得了精礦回收率為91．24%，與最大理論回收率僅相差4．47%．回收率相對值＝ε實(shí)／εmax×100＝95．33%，該值表示精礦中有用礦物磷酸鹽礦物的回收率［6］，該值越高說明精礦磷酸鹽礦物的浮選回收率越高，浮選分選性越好．

c．建議對膠磷礦所有浮選生產(chǎn)開展單體解離度進(jìn)行測定，以判定浮選工藝流程是否合理，浮選各項指標(biāo)是否最佳．

致謝

本研究得到云南磷化集團(tuán)有限公司提供的經(jīng)費(fèi)資助，謹(jǐn)此致謝！

［1］肖儀武．工藝礦物學(xué)新進(jìn)展［C］／／彭觥，汪貽水，孫振寧，等．當(dāng)代礦山地質(zhì)地球物理新進(jìn)展．長沙：中南大學(xué)出版社，2004：212－216．

［2］賈木欣．國外工藝礦物學(xué)進(jìn)展及發(fā)展趨勢［J］．礦冶，2007，2（16）：95－99．JIA Mu－xin．Process mineralogy progress and its trend abroad［J］．Mining ＆Metallurgy，2007，2（16）：95－99．

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［5］周樂光．工藝礦物學(xué)［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2007．

［6］Metso．Basics in Minerals Processing［EB／OL］．http：／／www．metso．com／miningandconstruction／mm＿segments．nsf／Web WID／WTB－041213－2256F－43973＃．Uz5g N7KBSuo，2014－04－04．

［7］TYURNIKOVA V I，NAUMOV M E．Improving the effectiveness of flotation［M］．Moscow：Nedra Ltd．，1981：229．

［8］WHELAN P F，BROWN D J．Particle－Bubble attachment in froth flotation［J］．Bulletin of the Institute of Mining and Metallurgy，1956，591：181－192．