磷精礦水力旋流器分級技術(shù)研究

傅 英，劉文彪，鄭永明，樊海琪，何賓賓

（云南云天化股份有限公司 研發(fā)中心，云南 昆明 650228）

0 引言

前期大量分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)，云南某地區(qū)膠磷礦中倍半氧化物等雜質(zhì)在較細(xì)粒級中富集，SiO2在各粒級中分布較為平均，同時(shí)在細(xì)粒級中反浮選脫倍半氧化物效果明顯。筆者采用磷精礦旋流器分級脫細(xì)粒級后沉砂產(chǎn)品進(jìn)行反浮選脫硅技術(shù)研究，現(xiàn)介紹如下。

1 磷礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣取自云南某浮選廠脫鎂磷精礦，共取礦漿400 kg，w（固）為20.85%，經(jīng)工藝礦物學(xué)研究分析可知，浮選廠入選磷礦樣中主要有用礦物為膠磷礦［1］，脈石礦物大部分為硅質(zhì)脈石礦物石英、玉髓等。脫鎂磷精多元素分析結(jié)果見表1。

表1 海口某浮選廠脫鎂磷精礦多元素分析結(jié)果

從表1可知，該脫鎂磷精礦w（P2O5）偏低，為27.98%，w（SiO2） 適中，為15.26%，MER 值偏高，為0.144 4，需要脫除倍半氧化物及二氧化硅等雜質(zhì)礦物，磷酸鹽礦物才能得到富集。因此，采用反浮選脫硅除雜工藝對此礦樣進(jìn)行選別。

2 試驗(yàn)研究

2.1 旋流器分級試驗(yàn)

2.1.1 分級入料（脫鎂磷精礦）粒度分布

用激光粒度分析儀對w（固）為20.85%的待分級料漿進(jìn)行粒度分析，分析結(jié)果見表2。

從表2可以看出，該脫鎂磷精礦粒度較粗，粒徑≤0.075 mm 顆粒占比為78.4%，造成MgO 脫除效果欠佳，導(dǎo)致磷精礦P2O5偏低。為進(jìn)一步提高磷精礦的品位，需增加反浮選脫硅除雜工藝流程。

表2 進(jìn)料磷礦漿粒度分布

2.1.2 旋流器分級條件試驗(yàn)

分級試驗(yàn)主要通過旋流器處理量及沉砂嘴尺寸改變達(dá)到不同的分級效果，采用A和B旋流器在同一物料濃度條件下進(jìn)行對比，再改變旋流器的沉砂嘴尺寸，探索最佳的分級指標(biāo)和相應(yīng)的試驗(yàn)條件。分級進(jìn)料w（固）20.85%，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3，分級結(jié)果見表4。

表3 旋流器分級條件試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表4 旋流器分級產(chǎn)品粒度分析結(jié)果

從表3可以看出，兩種旋流器沉砂產(chǎn)率最低的為69.25%，最高達(dá)87.72%。

從表4 可以看出，A 旋流器在進(jìn)料w（固）20.85%、進(jìn)料壓強(qiáng)0.15 MPa條件下，分別使用15 mm、20 mm和25 mm沉砂嘴，溢流細(xì)度［2］＜0.030 mm占比從96.42%升高至99.29%，沉砂細(xì)度＜0.030 mm占比從10.48%升高到22.41%，沉砂產(chǎn)率從69.25%升高到79.53%。在相同的進(jìn)料濃度情況下，隨著沉砂嘴直徑增大，旋流器沉砂產(chǎn)率不斷增加。若以＜0.030 mm計(jì)，隨著沉砂嘴直徑增大，沉砂夾細(xì)量增加，分級效率降低。

表4 磷石膏強(qiáng)度參數(shù)

B 旋流器在進(jìn)料w（固）20.85%、進(jìn)料壓強(qiáng)0.30 MPa條件下，使用10 mm和14 mm沉砂嘴，溢流細(xì)度＜0.030 mm 占比分別為95.72%和96.41%，沉砂細(xì)度＜0.030 mm占比分別為20.65%和35.22%，沉砂產(chǎn)率分別為74.82%和87.72%。

在沉砂產(chǎn)率相近的情況下，A的分級指標(biāo)優(yōu)于B；且A 單臺旋流器處理量更大；另外，B 配套使用的沉砂嘴尺寸較小，在生產(chǎn)運(yùn)行中較容易發(fā)生堵塞。故選擇A旋流器15 mm沉砂嘴分級產(chǎn)品作為下一步浮選試驗(yàn)的入選礦。

2.2 旋流器分級產(chǎn)品組分分析

對旋流器條件試驗(yàn)獲得的各分級產(chǎn)品進(jìn)行X熒光分析，分析結(jié)果如表5所示。

表5 旋流器分級產(chǎn)品X熒光分析結(jié)果

從表5 可以看出，倍半氧化物等雜質(zhì)在旋流器溢流產(chǎn)品中富集，溢流產(chǎn)品P2O5指標(biāo)降低，MER 值指標(biāo)升高。沉砂產(chǎn)品中MER 值較低，但由于沉砂產(chǎn)率高，均超過了65%，因此SiO2在沉砂中占比較高，應(yīng)在粗粒級中脫除SiO2提高五氧化二磷品位。

3 旋流器沉砂產(chǎn)品浮選試驗(yàn)

脫鎂磷精礦經(jīng)過旋流器分級后開展浮選條件試驗(yàn)，在一次粗選條件下進(jìn)行不同浮選藥劑和用量的條件試驗(yàn)［3］。試驗(yàn)礦漿溫度為13 ℃，pH為5.5。

以A旋流器15 mm沉砂嘴分級試驗(yàn)所得沉砂產(chǎn)品200 g（干基）作為入選礦，一次粗選后磷精礦、磷尾礦指標(biāo)如表6所示。

從表6可知，預(yù)先脫除細(xì)粒級后，沉砂產(chǎn)品作為浮選入選礦，浮選脫硅效果好，P2O5回收率較高。捕收劑XP-1藥劑用量600 g/t與XP-2藥劑用量400 g/t試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)，精礦w（P2O5）分別為32.62%和31.53%，P2O5回收率為95.49%和96.03%，磷精礦產(chǎn)率及MER 值均相近，硅脫除率為44.43%和44.17%，但捕收劑XP-2用量少，藥劑性能較優(yōu)。

表6 A-15 mm沉砂一次粗選試驗(yàn)選礦指標(biāo)

反浮選脫硅磷精礦與旋流器溢流合并成最終磷精礦［4］，指標(biāo)見表7。

表7 最終磷精礦指標(biāo)

在表1 浮選廠脫鎂磷精礦分析指標(biāo)基礎(chǔ)上，4#混合磷精礦w（P2O5）從27.98%上升至29.97%，提高了1.99個(gè)百分點(diǎn)；MER值從0.144 4下降至0.119 8，下降了17.04%；w（SiO2）從15.26%下降至10.53%，下降了4.73個(gè)百分點(diǎn)；最終P2O5回收率為91.85%。

4 結(jié)論

（1）預(yù)先將脫鎂磷精礦中超細(xì)粒級脫除后，再對沉砂產(chǎn)品進(jìn)行反浮選脫硅，可以獲得較優(yōu)的脫除指標(biāo)。最終混合磷精礦P2O5回收率均大于90%，最高達(dá)97.32%。4#混合磷精礦w（P2O5）29.97%，w（SiO2）較表1下降了4.73個(gè)百分點(diǎn)。

（2）從分級和反浮選脫硅試驗(yàn)效果來看，工業(yè)試驗(yàn)建議采用A旋流器配合15 mm沉砂嘴，此條件下可獲得較優(yōu)的試驗(yàn)指標(biāo)。