贵州织金某磷尾矿再选工艺试验

吴柏君 张周位 徐忠发 刘 甲 张鸿鑫

（1.西南能矿集团股份有限公司，贵州贵阳550004；2.贵州能矿织金磷化工有限公司，贵州贵阳550004；3.贵州省地质矿产中心实验室，贵州贵阳550004）

我国磷矿资源丰富，但80%是中、低品位磷矿，大多属杂质含量高、难选的胶磷矿［1-2］，为了满足湿法磷酸对原料的质量要求，必须对其进行经济有效的选矿富集，但由此产生大量尾矿。磷尾矿虽是废弃物，也是潜在的二次资源，若能对其加以综合利用，既能避免资源浪费及占用耕地，同时也能降低尾矿库产生的沙尘和废水对矿山周边地区的生态环境造成污染，研究磷尾矿的综合利用对环境污染的治理以及磷矿采选企业的可持续发展有重要意义［3-7］。贵州织金磷矿矿床为特大型中低品位沉积矿床，磷矿储量占贵州总磷储量的一半，是贵州省三大磷矿区和全国磷资源唯一未全面开发的大型磷矿资源。本试验针对织金磷浮选工艺尾矿进行深入研究，探索适合该地区的磷尾矿再选工艺，为该地区磷尾矿资源综合回收利用提供技术支撑。

1 试样性质

1.1 试样多元素分析

织金某磷矿选矿厂尾矿化学多元素分析结果见表1。

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从表1可以看出，试样P2O5含量达到10.09%，仍具有较大的利用价值，杂质成分以MgO和CaO为主。因此，该试样选别的关键是提磷降镁，以达到酸法加工用磷精矿标准。

1.2 试样矿物组成分析

试样XRD分析结果如图1所示。

从图1可以看出，试样中磷主要以磷灰石形式存在，主要脉石成分为白云石，这与多元素分析结果，即试样主要杂质成分为MgO和CaO是一致的。

矿样镜下鉴定结果见图2。

从图2可知，试样主要矿物为白云石，含量65%～70%，主要呈他形—半自形粒状分布，粒度多在0.02～0.10 mm；胶磷矿含量为20%～25%，少量胶磷矿凝聚成长条形、椭圆形等砂级内碎屑颗粒，内碎屑粒间被胶磷矿、白云石等充填；少量石英呈他形粒状分布，粒度在0.01～0.15 mm不等，不均匀混杂白云石分布。

2 试验结果及讨论

试样为反浮选尾矿，矿物表面仍残留有部分反浮选药剂，因此采用反浮选工艺进行试验。条件试验流程见图3。

2.1 捕收剂种类试验

在磨矿细度为-0.075 mm占96.63%，矿浆温度为常温（15℃），调整剂磷酸在粗选和精选时用量分别为2 000 g/t和1 000 g/t条件下，分别以油酸钠、ZJ1、ZJ2、ZJ3（ZJ1、ZJ2、ZJ3分别取自贵州大学、云南某浮选药剂公司、瓮福集团，3种药剂均为脂肪酸类改性捕收剂）为捕收剂（粗选和精选时用量均为500 g/t）进行试验，结果见图4。

根据图4可知，捕收剂ZJ1、ZJ2和油酸钠对粗精矿P2O5品位提升效果不明显，ZJ3则可将粗精矿P2O5品位提高至16.13%。因此，选择ZJ3为反浮选捕收剂。

2.2 磨矿细度试验

在常温，磷酸在粗选和精选时用量分别为2 000 g/t和1 000 g/t，ZJ3在粗选和精选时用量均为500 g/t条件下，考察磨矿细度（原样细度为-0.075 mm占59.07%）对粗精矿指标的影响，结果见图5。

根据图5可知，随着磨矿细度的增加，粗精矿P2O5回收率逐渐升高，P2O5品位先升高后下降。磨矿细度增加，会产生机械夹带作用导致精矿P2O5品位降低。机械夹带分为以下几种方式：细泥作用（矿泥罩盖）、颗粒连生、泡沫夹带和夹杂[8]。尤其是“细泥作用”，会因磨矿过细而产生细泥黏附在粗粒表面，对粗粒浮选起一种“抑制”作用，使粗粒可浮性降低，使浮选过程的选择性变坏；同时磨矿过细也会增强泡沫夹带作用。综合考虑，确定磨矿细度为-0.075 mm占73.64%。

2.3 矿浆温度试验

在磨矿细度为-0.075 mm占73.64%，磷酸在粗选和精选时用量分别为2 000 g/t和1 000 g/t，ZJ3在粗选和精选时用量均为500 g/t条件下，考察矿浆温度对粗精矿指标的影响，结果见表2。

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表2表明，在低温时粗精矿P2O5品位较低，回收率较高，而温度高于20℃后，P2O5品位较高，回收率较低，且受温度影响较小。考虑到磷精矿产品P2O5品位需达到30%以上，因此本试验不考虑低温试验，后续试验在常温条件下进行。

2.4 ZJ3用量试验

在磨矿细度为-0.075 mm占73.64%，矿浆温度为常温，磷酸在粗选和精选时用量分别为2 000 g/t和1 000 g/t条件下，考察粗选ZJ3用量（精选和粗选用量相同）对粗精矿指标的影响，结果见图6。

图6表明，随着ZJ3用量的增加，粗精矿P2O5品位逐渐升高，回收率逐渐下降，当ZJ3用量增至500 g/t时，粗精矿P2O5品位随ZJ3用量增加提高幅度减小，而回收率下降仍十分明显。因此，选择ZJ3用量为500 g/t。

2.5 磷酸用量试验

试验过程发现，粗选精矿产率较低，且产率变化不大，而精选产率较高，因此固定磷酸粗选用量为2 000 g/t，仅考察磷酸精选用量对粗精矿指标的影响。固定磨矿细度为-0.075 mm占73.64%，矿浆温度为常温，ZJ3在粗选和精选时用量均为500 g/t，进行试验，结果见图7。

由图7可知，随着磷酸用量的增加，粗精矿P2O5品位先升高后下降，而回收率则先下降后升高，综合考虑，选择磷酸用量为2 000 g/t。

2.6 闭路流程试验

在条件试验的基础上，进行了1粗2精的闭路浮选试验。粗选尾矿磷品位和第1次精选尾矿磷品位均远低于原矿品位，且产率较高，因此直接抛掉，而第2次精选尾矿磷品位高于原矿磷品位，将第2次精选尾矿返回第1次精选进行闭路试验。试验流程见图8，结果见表3。

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3 结论

（1）织金某磷尾矿P2O5品位为10.09%，磷主要以磷灰石形态存在，主要脉石矿物为白云石，白云石粒度细小，主要呈他形粒状分布。

（2）条件试验确定了最佳浮选工艺流程和药剂制度：在磨矿细度为-0.075 mm占73.64%条件下，以磷酸为调整剂，ZJ3为捕收剂，采用1次粗选2次精选的闭路浮选流程，可以获得P2O5品位为32.14%、回收率为48.29%的磷精矿。

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