云南某磷矿选厂柱机短流程工艺优化实践

刘朝竹 张朝旺 夏敬源 刘丽芬 谢国先

(1.国家磷资源开发利用工程技术研究中心；2.云南磷化集团有限公司；3.云南磷化集团有限公司晋宁选矿分公司)

浮选柱+浮选机(柱机)短流程选矿工艺是国家“十一·五”支撑计划资源加工项目主要研究内容之一。在胶磷矿选矿方面，云南磷化集团联合国内科研院所经过多年研究，成功把胶磷矿柱机短流程工艺应用于云南磷化集团有限公司晋宁选矿分公司300万t/a浮选作业和云天化股份红磷分公司120万t/a选矿厂。

晋宁选矿分公司胶磷矿短柱机流程设计为1粗1精反浮选开路流程，粗选作业为4台φ4.5 m×10 m浮选柱并联，精选作业为4台容积130 m3的浮选机串联。自2011年11月投产以来，存在难以同时兼顾精矿和尾矿品位、浮选柱分选效果不理想及发泡器维护保养难等技术问题。为解决该问题，开展柱机短流程工艺深度研究、胶磷矿柱浮选动力学参数与结构研究、浮选柱发泡器研发与控制系统应用研究等关键技术研究，实现胶磷矿柱机短流程深度研究、浮选柱柱体和发泡器结构、自动控制及浮选柱动力学参数等[1-3]关键技术突破，胶磷矿柱机短流程工艺装置系统选矿效果明显提高，解决了浮选柱和浮选机匹配的关键技术难题。

1 流程考察

1.1 流程指标

为探索胶磷矿柱机短流程工艺的适应性，考察300万t/a柱机短流程指标，流程见图1。

图1 选矿厂柱机短流程

通过考察柱机短流程工艺指标可以发现，柱浮选粗选作业适于细粒级选别，粗选尾矿中磷矿与白云石等杂质分离较完全，粗选尾矿中胶磷矿含量较低，可以直接抛除；但1#～4#浮选机精选尾矿均明显跑高，一方面说明浮选时间不够，另一方面说明经浮选柱粗选后，难选的粗粒级中胶磷矿与白云石等杂质分离不完全，导致精选尾矿P2O5品位偏高，不能直接抛尾，需增加浮选时间或对粗粒级进行进一步研究。

1.2 尾矿分析

为掌握胶磷矿与脉石矿物白云石、硅质矿物的单体解离情况，分析柱机短流程浮选尾矿胶磷矿与主要杂质白云石的分离情况，结果见表1。

表1 浮选尾矿胶磷矿和白云石的分离分析结果 %

从表1可知，1#、2#、3#、4#浮选机精选尾矿中存在较多可以分离的胶磷矿单体，而难以分离的胶磷矿与白云石连生体较少，因此可以通过延长浮选机精选时间或增加扫选作业来加强对单体胶磷矿的回收。

2 精选尾矿扫选试验

对柱机短流程精选尾矿进行扫选试验，结果见图2、图3。

图2 扫选前后1#～2#130 m3浮选槽尾矿P2O5品位变化曲线

图3 扫选前后3#～4#130 m3浮选槽尾矿P2O5品位变化曲线

从图2、图3可知，扫选后1#～4#浮选机精选尾矿P2O5品位均低于扫选前，说明浮选机精选尾矿扫选后能降低胶磷矿单体的损失。

3 短流程工艺应用实践

3.1 柱机短流程优化

根据柱机短流程工艺流程考察、分析结果，通过增加1#、2#浮选机精选尾矿扫选作业回收单体胶磷矿，以提高P2O5回收率。根据柱机短流程工艺流程深入研究结果，由于3#、4#浮选机精选尾矿与原矿性质相近，可返回柱机短流程进行再选，因此仅将1#、2#浮选机精选尾矿进行扫选。优化后的柱机短流程工艺产业化应用原则工艺流程见图4。

图4 柱机短流程工艺产业化应用流程

3.2 设备选型

1#、2#浮选机精选尾矿再选采用KCF/XCF型浮选机进行。数量计算公式：

n=Wt/(kV) ,

(1)

式中，k为浮选机有效系数，取0.65；V为浮选机容积，取30 m3；W为矿浆量，取404.61 m3；t为浮选时间，取15 min。经计算需要容积30 m3的浮选机5.18台，取6台。

4 应用效果

柱机短流程工艺产业化应用实施后，考察1#、2#浮选机精选尾矿和3#～4#浮选机精选精矿P2O5品位的变化。结果分别见图5、图6。

图5 1#～2#精选尾矿品位变化

从图5、图6可知，柱机短流程优化工艺应用后，1#～2#浮选机精选尾矿P2O5品位从原13%～16%下降到10.0%左右，3#～4#浮选机精选精矿P2O5品位稳定，说明增加1#、2#浮选机精选尾矿扫选作业(可同时延长浮选时间)能进一步回收浮选机精选尾矿中的单体胶磷矿，提高了精选指标，降低了生产成本。

图5 3#～4#浮选机精选精矿品位变化

5 结 论

晋宁选矿分公司胶磷矿柱机短流程采用1粗(浮选柱)2精(浮选机)流程进行生产，浮选柱粗选尾矿P2O5品位仅5%～7.5%，可以直接抛尾，1#、2#

浮选机精选尾矿P2O5品位和3#、4#浮选机精选尾矿P2O5品位均较高，分别为13%～18%和18%～25%，均不符合拋尾要求。通过对1#、2#浮选机精选尾矿进行扫选，进一步回收了其中的磷矿单体，实现了胶磷矿与白云石等杂质的有效分离，降低了最终精选尾矿P2O5含量，增加了选厂的经济效益，最大限度地发挥了柱机浮选的协同效应，解决了柱机短流程工艺产业化应用时存在的浮选柱与浮选机不匹配问题。

[1] 叶喜平,饶耀华.KYZB3010浮选柱柱体的开发[J].铜业工程，2012(6):52-53.

[2] 陈志友,陈湘清,刘旺兴,等.浮选柱气泡发生器的研究与进展[J].煤炭加工与综合利用，2008(2):19-21.

[3] 史帅星.KYZ-B浮选柱发泡器喷嘴流体动力学数值模拟[J].有色金属：选矿部分，2008(5):38-40.