云南某磷礦選廠柱機(jī)短流程工藝優(yōu)化實(shí)踐

劉朝竹 張朝旺 夏敬源 劉麗芬 謝國先

(1.國家磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心；2.云南磷化集團(tuán)有限公司；3.云南磷化集團(tuán)有限公司晉寧選礦分公司)

浮選柱+浮選機(jī)(柱機(jī))短流程選礦工藝是國家“十一·五”支撐計(jì)劃資源加工項(xiàng)目主要研究內(nèi)容之一。在膠磷礦選礦方面，云南磷化集團(tuán)聯(lián)合國內(nèi)科研院所經(jīng)過多年研究，成功把膠磷礦柱機(jī)短流程工藝應(yīng)用于云南磷化集團(tuán)有限公司晉寧選礦分公司300萬t/a浮選作業(yè)和云天化股份紅磷分公司120萬t/a選礦廠。

晉寧選礦分公司膠磷礦短柱機(jī)流程設(shè)計(jì)為1粗1精反浮選開路流程，粗選作業(yè)為4臺(tái)φ4.5 m×10 m浮選柱并聯(lián)，精選作業(yè)為4臺(tái)容積130 m3的浮選機(jī)串聯(lián)。自2011年11月投產(chǎn)以來，存在難以同時(shí)兼顧精礦和尾礦品位、浮選柱分選效果不理想及發(fā)泡器維護(hù)保養(yǎng)難等技術(shù)問題。為解決該問題，開展柱機(jī)短流程工藝深度研究、膠磷礦柱浮選動(dòng)力學(xué)參數(shù)與結(jié)構(gòu)研究、浮選柱發(fā)泡器研發(fā)與控制系統(tǒng)應(yīng)用研究等關(guān)鍵技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)膠磷礦柱機(jī)短流程深度研究、浮選柱柱體和發(fā)泡器結(jié)構(gòu)、自動(dòng)控制及浮選柱動(dòng)力學(xué)參數(shù)等[1-3]關(guān)鍵技術(shù)突破，膠磷礦柱機(jī)短流程工藝裝置系統(tǒng)選礦效果明顯提高，解決了浮選柱和浮選機(jī)匹配的關(guān)鍵技術(shù)難題。

1 流程考察

1.1 流程指標(biāo)

為探索膠磷礦柱機(jī)短流程工藝的適應(yīng)性，考察300萬t/a柱機(jī)短流程指標(biāo)，流程見圖1。

圖1 選礦廠柱機(jī)短流程

通過考察柱機(jī)短流程工藝指標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)，柱浮選粗選作業(yè)適于細(xì)粒級(jí)選別，粗選尾礦中磷礦與白云石等雜質(zhì)分離較完全，粗選尾礦中膠磷礦含量較低，可以直接拋除；但1#～4#浮選機(jī)精選尾礦均明顯跑高，一方面說明浮選時(shí)間不夠，另一方面說明經(jīng)浮選柱粗選后，難選的粗粒級(jí)中膠磷礦與白云石等雜質(zhì)分離不完全，導(dǎo)致精選尾礦P2O5品位偏高，不能直接拋尾，需增加浮選時(shí)間或?qū)Υ至＜?jí)進(jìn)行進(jìn)一步研究。

1.2 尾礦分析

為掌握膠磷礦與脈石礦物白云石、硅質(zhì)礦物的單體解離情況，分析柱機(jī)短流程浮選尾礦膠磷礦與主要雜質(zhì)白云石的分離情況，結(jié)果見表1。

表1 浮選尾礦膠磷礦和白云石的分離分析結(jié)果 %

從表1可知，1#、2#、3#、4#浮選機(jī)精選尾礦中存在較多可以分離的膠磷礦單體，而難以分離的膠磷礦與白云石連生體較少，因此可以通過延長浮選機(jī)精選時(shí)間或增加掃選作業(yè)來加強(qiáng)對(duì)單體膠磷礦的回收。

2 精選尾礦掃選試驗(yàn)

對(duì)柱機(jī)短流程精選尾礦進(jìn)行掃選試驗(yàn)，結(jié)果見圖2、圖3。

圖2 掃選前后1#～2#130 m3浮選槽尾礦P2O5品位變化曲線

圖3 掃選前后3#～4#130 m3浮選槽尾礦P2O5品位變化曲線

從圖2、圖3可知，掃選后1#～4#浮選機(jī)精選尾礦P2O5品位均低于掃選前，說明浮選機(jī)精選尾礦掃選后能降低膠磷礦單體的損失。

3 短流程工藝應(yīng)用實(shí)踐

3.1 柱機(jī)短流程優(yōu)化

根據(jù)柱機(jī)短流程工藝流程考察、分析結(jié)果，通過增加1#、2#浮選機(jī)精選尾礦掃選作業(yè)回收單體膠磷礦，以提高P2O5回收率。根據(jù)柱機(jī)短流程工藝流程深入研究結(jié)果，由于3#、4#浮選機(jī)精選尾礦與原礦性質(zhì)相近，可返回柱機(jī)短流程進(jìn)行再選，因此僅將1#、2#浮選機(jī)精選尾礦進(jìn)行掃選。優(yōu)化后的柱機(jī)短流程工藝產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用原則工藝流程見圖4。

圖4 柱機(jī)短流程工藝產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用流程

3.2 設(shè)備選型

1#、2#浮選機(jī)精選尾礦再選采用KCF/XCF型浮選機(jī)進(jìn)行。數(shù)量計(jì)算公式：

n=Wt/(kV) ,

(1)

式中，k為浮選機(jī)有效系數(shù)，取0.65；V為浮選機(jī)容積，取30 m3；W為礦漿量，取404.61 m3；t為浮選時(shí)間，取15 min。經(jīng)計(jì)算需要容積30 m3的浮選機(jī)5.18臺(tái)，取6臺(tái)。

4 應(yīng)用效果

柱機(jī)短流程工藝產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用實(shí)施后，考察1#、2#浮選機(jī)精選尾礦和3#～4#浮選機(jī)精選精礦P2O5品位的變化。結(jié)果分別見圖5、圖6。

圖5 1#～2#精選尾礦品位變化

從圖5、圖6可知，柱機(jī)短流程優(yōu)化工藝應(yīng)用后，1#～2#浮選機(jī)精選尾礦P2O5品位從原13%～16%下降到10.0%左右，3#～4#浮選機(jī)精選精礦P2O5品位穩(wěn)定，說明增加1#、2#浮選機(jī)精選尾礦掃選作業(yè)(可同時(shí)延長浮選時(shí)間)能進(jìn)一步回收浮選機(jī)精選尾礦中的單體膠磷礦，提高了精選指標(biāo)，降低了生產(chǎn)成本。

圖5 3#～4#浮選機(jī)精選精礦品位變化

5 結(jié) 論

晉寧選礦分公司膠磷礦柱機(jī)短流程采用1粗(浮選柱)2精(浮選機(jī))流程進(jìn)行生產(chǎn)，浮選柱粗選尾礦P2O5品位僅5%～7.5%，可以直接拋尾，1#、2#

浮選機(jī)精選尾礦P2O5品位和3#、4#浮選機(jī)精選尾礦P2O5品位均較高，分別為13%～18%和18%～25%，均不符合拋尾要求。通過對(duì)1#、2#浮選機(jī)精選尾礦進(jìn)行掃選，進(jìn)一步回收了其中的磷礦單體，實(shí)現(xiàn)了膠磷礦與白云石等雜質(zhì)的有效分離，降低了最終精選尾礦P2O5含量，增加了選廠的經(jīng)濟(jì)效益，最大限度地發(fā)揮了柱機(jī)浮選的協(xié)同效應(yīng)，解決了柱機(jī)短流程工藝產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用時(shí)存在的浮選柱與浮選機(jī)不匹配問題。

[1] 葉喜平,饒耀華.KYZB3010浮選柱柱體的開發(fā)[J].銅業(yè)工程，2012(6):52-53.

[2] 陳志友,陳湘清,劉旺興,等.浮選柱氣泡發(fā)生器的研究與進(jìn)展[J].煤炭加工與綜合利用，2008(2):19-21.

[3] 史帥星.KYZ-B浮選柱發(fā)泡器噴嘴流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬[J].有色金屬：選礦部分，2008(5):38-40.