磷礦浮選抑制劑研究進展

龍 濤，黃曉毅

（1.西安建筑科技大學資源工程學院，陜西 西安 710055；2.陜西冶金設計研究院有限公司，陜西 西安 710032）

我國磷礦資源比較豐富，礦石儲量居世界第2 位，但高品位磷礦少，主要為中低品位礦石，并且礦物組成復雜多樣，選別難度較大。我國磷礦主要為三種類型：巖漿巖型、沉積巖型、沉積變質(zhì)巖型，其中大部分是沉積型磷塊巖。磷礦中含磷礦物主要以磷灰石的狀態(tài)存在，脈石礦物又主要分為硅酸鹽礦物與碳酸鹽礦物兩大類。國內(nèi)的磷礦一般都需要先通過選礦方法進行富集，對于品位低、礦物組成復雜、嵌布粒度細的礦石選礦難度較大，給磷礦資源的綠色高效開發(fā)造成了一定的困難。因此，對于低品位難處理磷礦的選礦技術開展系統(tǒng)研究已十分緊迫，而浮選藥劑的研究又是重中之重。了解磷礦浮選藥劑特別是抑制劑的研究進展，對磷礦資源的開發(fā)利用具有重要意義。

磷礦浮選工藝主要包括正浮選、反浮選、反-正浮選、正-反浮選和雙反浮選等等，其中根據(jù)工藝需要會涉及到磷礦物的抑制、硅酸鹽礦物的抑制、碳酸鹽礦物的抑制等，而這幾類礦物表面性質(zhì)不同，抑制的方法以及抑制劑的選擇也有所不同。因此，抑制劑的選擇對于磷礦浮選十分重要，是磷礦浮選藥劑的重點研究方向。

1 磷礦物抑制劑（反浮選）

通過反浮選對磷礦石進行含磷礦物的浮選富集，需要采用浮選藥劑針對性地抑制含磷礦物，降低磷礦物的可浮性。這類含磷礦物的抑制劑按化學成分可以分為以下幾類：

1）無機類磷礦物抑制劑

包括無機酸類和無機鹽類兩大類，常用的有磷酸、磷酸鹽、硅氟酸、硫酸等等。磷礦中的石灰石、白云石等碳酸鹽脈石礦物與含磷礦物的表面性質(zhì)十分相近（均為含鈣礦物），二者的浮選分離難度較大。有文獻報道采用磷酸、磷酸鹽作為含磷礦物的抑制劑[1]，采用塔爾油和煤油作為脈石礦物的捕收劑，對磷礦進行反浮選可得到P2O5品位28%以上的磷精礦，浮選回收率可達到80%。硅氟酸對磷灰石的抑制作用也很好[2]，采用脂肪酸作為碳酸鹽脈石礦物的捕收劑，通過反浮選處理沉積巖型磷塊巖礦石，也獲得了比較好的浮選指標。

對傳統(tǒng)無機類抑制劑進行改性可以獲得更優(yōu)的浮選效果，有報道稱磷酸類衍生物W-98 可作為反浮選抑制劑[3]。將W-98 與硫酸同時使用作為含磷礦物的抑制劑，處理碳酸鹽型磷塊巖可獲得較好的浮選結果。

2）有機類抑制劑

W-10 是一種有機類含磷礦物抑制劑，在碳酸鹽型磷礦浮選中表現(xiàn)出較好的選擇性抑制作用。W-10 對膠磷礦的抑制效果較好，而對白云石幾乎沒有抑制作用，在廣泛的pH 范圍內(nèi)對含磷礦物均表現(xiàn)出良好的選擇性抑制作用。有文獻報道采用反浮選分離膠磷礦與白云石，以W-10作為抑制劑[4]，以脂肪酸作為捕收劑獲得了精礦P2O5 品位30%以上，回收率85%以上的浮選指標，此外精礦中MgO 雜質(zhì)含量也有較大幅度降低。

羥乙基二膦酸是一種膦酸類有機抑制劑，對碳酸鹽型磷礦的選擇性抑制效果十分突出。文獻報道以羥乙基二膦酸作為抑制劑[5]，硬脂酸作為捕收劑，通過反浮選可獲得的精礦P2O5品位35%以上，回收率78%的良好浮選指標。

A 950 是一種以聚丙烯酰胺為基礎的聚合物，可作為含磷礦物的抑制劑，尤其在磷礦物與硅酸鹽礦物的浮選分離中抑制效果更佳[6]。并且該抑制劑抑制能力較強，藥劑用量比一般抑制劑低的多，僅添加10～20g/t 便可產(chǎn)生較強的抑制作用。

AM-3 是一種帶膦酸基團的新型抑制劑，對于反浮選分離磷礦物與碳酸鹽、鎂橄欖石等脈石礦物時效果比較顯著[7]。在磷礦反浮選中AM-3的抑制作用效果與作水玻璃的抑制能力相當，但其藥劑用量則比水玻璃少得多。

2 脈石礦物抑制劑

磷礦中脈石礦物主要包括硅酸鹽礦物和碳酸鹽礦物兩類。前者主要有石英、長石和云母等，后者主要是石灰石和白云石。國內(nèi)外通常采用淀粉、水玻璃、檸檬酸、阿拉伯膠、羧甲基纖維素、腐植酸鈉和木質(zhì)素磺酸鈣等作為碳（硅）酸鹽礦物的抑制劑。近年來，國內(nèi)外研制出各類新型高效碳（硅）酸鹽礦物抑制劑。

1）S 系列抑制劑是目前比較被認可的碳（硅）酸鹽礦物抑制劑的典型代表，其主要成分為萘、粗菲、苯酚的磺化物分別與甲醛綜合反應物。S 系列抑制劑包括S-808、S-711、S-214、S-217、S-804、S-721 等，其中S-808 抑制效果比較突出，已廣泛應用于沉積巖型磷礦的浮選[8]。但采用S-808 水處理成本較高，現(xiàn)在已逐漸被S-711 所替代，在浮選指標基本不變的情況下大大降低了廢水處理成本。S 系列的其它抑制劑也在磷礦得到了較好的推廣應用。

2）F103 是一種基于腐殖酸鈉的改性藥劑，對硅酸鹽礦物和碳酸鹽礦物均有較強的抑制能力。而BS-33 是一種造紙過程中的副產(chǎn)品經(jīng)加工提取之后得到的抑制劑，其來源廣泛，藥劑成本較低，對硅酸鹽礦物的抑制效果較好[9]，但對白云石等碳酸鹽礦物的抑制效果較一般。

3）水玻璃是一種常用的脈石抑制劑，對水玻璃進行酸化改性能產(chǎn)生親水性更強的膠體顆粒，可增強對硅酸鹽礦物的抑制效果。有報道稱酸性水玻璃對磷礦浮選中被Ca2+、Mg2+離子活化的硅酸鹽礦物有較強的選擇性抑制作用[10]，其抑制能力與選擇性均優(yōu)于普通水玻璃。

3 結語

從近年來磷礦浮選抑制劑的研究進展來看，可得到以下幾點結論：

1）對含磷礦物的抑制來說，有機類的抑制劑比無機類的作用效果好，但要注意環(huán)境保護的問題。

2）對于碳（硅）酸鹽脈石礦物的抑制來說，采用一種抑制方法往往難以獲得更優(yōu)的浮選指標，需要有針對性地進行抑制劑的選擇。

3）對常用抑制劑進行有針對性的改性研究，能顯著提高抑制劑的選擇性與抑制能力，提高磷礦浮選指標。

4）混合用藥的方式被廣泛采用。混合用藥不僅能提高抑制能力與抑制的選擇性，有時還能與捕收劑產(chǎn)生協(xié)同效應，提高磷精礦品位與回收率。