辽宁某磁选尾矿回收磷灰石浮选试验

杨 勇,朱孔金,钱押林

(中蓝连海设计研究院,江苏 连云港 222004)

0 引 言

辽宁某磁铁矿山采用单一磁选方法回收磁铁矿,但由于矿石中除主要有用矿物磁铁矿外,还拌生有一定量的磷灰石矿,故经磁选回收目的矿物后,尾矿中还含约4%的五氧化二磷.这样不仅造成资源浪费,而且制约了矿山的可持续发展.为了提高选厂经济效益,充分利用国家矿产资源,对该磁选尾矿进行回收磷灰石进行试验研究.

1 试验样品性质

试验样品为磁选后的尾矿.非金属矿物有磷灰石、角闪石、斜长石、橄榄石、钾长石、石英等.金属矿物有磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿等.其主要组分组成见表1.对原料进行筛分分析,粒度特性分析结果见表2.

表1 试验样品多元素分析结果

表2 原料筛析试验结果

由尾矿的粒度组成可知,约65%的物料粒度在最佳的浮选粒度(-0.15+0.038 5 mm)内.粒度相对较粗,组成比较均匀,但含有一定量矿泥.

2 试验研究

2.1 试验工艺流程

自20世纪20年代用浮选回收细粒磷灰石矿石以来,浮选成为选别磷矿石的主要选矿方法[1].回收磷灰石的浮选流程结构、药剂制度均较简单,同时药剂耗量不高.以硅酸盐脉石矿物为主的磷灰石矿石更为明显[2].根据原料的性质,采用浮选方法回收尾矿中的磷灰石.原料中的矿泥将对浮选产生显著的影响,为了消除或减少矿泥对浮选的不良影响,有的采用脱泥方法,而对于磷矿浮选则多采用浮选调整剂进行调整,如采用少量水玻璃进行分散[3].水玻璃、改性水玻璃及其混合物在矿物加工中主要是作为抑制剂和分散剂,对石英、萤石、方解石和磷矿等矿石的浮选都有抑制作用.提高浮选过程的选择抑制作用,可以获得更好的选矿指标[3].对四川某铜矿尾矿中的低品位难选磷灰石浮选研究中,通过单矿物试验证水玻璃是分离脉石矿物石英的有效抑制剂,适宜的矿浆pH值为10[4].脂肪酸作为磷灰石浮选捕收剂,该类药剂熔点高、溶解度小、在矿浆中分散性差,通过添加阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子型表面活性剂Tween-80对脂肪酸进行增效,能明显改善磷矿的浮选特性[5].本浮选试验采用水玻璃作硅酸盐的抑制剂和分散剂,捕收剂(脂肪酸与一种非离子型表面活性剂的混合物)PM自制.浮选采用一次粗选,二次精选流程.试验原则工艺流程见图1.

图1 浮选原则流程

2.2 开路流程试验

磨矿采用XMB-70型三辊四筒棒磨机(筒体为Φ130 mm×150 mm,磨矿介质为Φ12 mm×140 mm钢棒14根).磨矿质量浓度约60%.在试样300 g,粗选水玻璃用量1.00 kg/t,PM 0.85 kg/t;精选Ⅰ水玻璃用量0.25 kg/t;精选Ⅱ水玻璃用量0 kg/t.

按照图1所示流程进行浮选试验,浮选指标与磨矿细度的关系曲线见图2.

图2 磨矿细度实验结果

从图2可以看出:在磨矿细度-0.074 mm含量由45.0%(原料自身含量)增加到60.0%,对浮选指标没有明显的影响,各指标曲线变化很小.考虑到尾矿再磨矿会增加选矿成本,故选取磁选尾矿-0.074 mm 45%直接进浮选.

2.3 粗选质量分数试验

浮选质量分数(浓度)对指标影响较大,因此对其进行试验.浮选粗选浓度一般在20%～30%,考虑到本试验尾矿的具体性质(磁选尾矿自身浓度比较稀),设计15%、20%、25%、30%四个矿浆浓度水平,比较分选指标的差异.按2.2选取的试验条件进行浮选试验,试验结果见图3.

图3 浮选质量分数试验结果

从图3可见:随着浮选质量分数提高,精矿回收率提高,品位下降,试验结果与浮选规律基本吻合.浮选质量分数的增加,有利于提高矿浆中药剂的浓度,降低选矿成本.综合考虑浮选指标,本试验粗选最佳矿浆质量分数确定为25%.

2.4 粗选药剂正交试验

确定磨矿细度和浮选质量分数后,对粗选水玻璃和PM进行正交试验,考查对浮选指标的影响.水玻璃和PM的水平取值见表3,粗选药剂正交试验结果见表4.

表3 粗选水平因素表

表4 粗选正交试验结果

2.5 精选试验

按选取的粗选的试验条件,改变精Ⅰ水玻璃用量(kg/t):0、0.25、0.5三个水平上,进行浮选试验结果见表5.

表5 精Ⅰ水玻璃用量试验结果

由表5可以看出:添加少量的水玻璃能有效地提高精Ⅰ精矿品位,综合考虑选矿指标,精Ⅰ水玻璃用量取0.25 kg/t.

2.6 闭路流程试验

在开路流程选取试验条件基础上,进行了闭路流程试验.即中矿循序返回:中矿1返回粗选,中矿2返回精Ⅰ.经多次循环试验,最终试验结果见表6.精矿多项分析结果见表7.

表6 闭路试验结果

表7 精矿多项分析结果

由表7可知,最终精矿各项指标均达到ZBD51001～86《酸法加工磷肥用磷矿》一类专业标准.

3 结 语

浮选回收某地磁选尾矿中的P2O5,采用一粗二精,中矿循序返回的浮选流程,选取的最佳浮选工艺条件和药剂制度为:-0.074 mm含量45%;粗选浮选质量分数25%,水玻璃用量1.50 kg/t,PM 0.95 kg/t;精Ⅰ水玻璃用量在0.25 kg/t.获得磷精矿P2O5品位36.19%,回收率90.41%的选矿指标,且最终磷精矿达到了HG/T 2673-1995《酸法加工磷肥用磷矿》一类专业标准.达到了综合利用磁选尾矿资源的目的.

参考文献:

[1]H·西斯.磷酸盐矿石浮选药剂评述[J].国外金属矿选矿,2003(10):8-10.

[2]彭儒,罗廉明.磷矿选矿[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社,1992:77-82.

[3]王成行,童雄,孙吉朋.水玻璃在选矿中的应用与前景的分析[J].国外金属矿选矿,2008(10):6-10.

[4]戴玉华,邱廷省,罗仙平.某铜尾矿中磷灰石的浮选回收试验研究[J].金属矿山,2005(8):67-70.

[5]罗惠华,钟康年,魏以和.增效作用对磷灰石浮选的影响[J].化工矿物与加工,2000(5):8-10.