某硅镁质胶磷矿正-反浮选试验研究①

邓 坤， 葛英勇， 郭萧轲， 鱼光辉

（武汉理工大学 资源与环境工程学院，湖北 武汉430070）

我国的磷矿资源丰富，但大多数以胶磷矿存在［1］。 目前在我国磷矿生产过程中，中低品位磷矿石占据着重要地位［2-3］。 低品位胶磷矿作为一种难选的磷矿石，一直以来是企业资源综合利用所面临的难题。随着磷矿资源需求量不断提高，加强对贫细杂难选磷矿石的综合利用具有重大意义［4-6］。 本文对某低品位胶磷矿进行浮选试验，根据其矿石特性设计了“一粗一精一扫”正浮选脱硅与一段反浮选脱镁联合流程并进行了相关探索。

1 原矿性质及试验方法

1.1 原矿性质

试样来自某低品位磷矿石，其有用矿物主要是碳氟磷灰石，脉石矿物主要有石英、白云石以及少量白云母、长石和黄铁矿等，其主要化学成分见表1。 由表1可知，该矿石属高硅低镁低品位胶磷矿。

表1 试样主要化学成分（质量分数）/%

1.2 试验方法

根据原矿特性，拟定的浮选试验原则流程见图1。

试验中用到的试剂碳酸钠、硫酸、磷酸、氢氧化钠均为分析纯，高模（模数3.0）水玻璃，脂肪酸类捕收剂MG-2、MG-7 均为工业纯。

2 结果与讨论

2.1 正浮选脱硅试验

2.1.1 高模水玻璃用量试验

图1 浮选试验原则流程

在磷矿浮选过程中水玻璃具有抑制脉石矿物的作用，可以调节矿浆pH 值，也是浮选中有效的矿泥分散剂，并且随着水玻璃模数提高，水玻璃的抑制作用和分散能力也随之增大［7］。 由于该胶磷矿解离度不高、嵌布粒度细且连生体多，因此要求磨矿细度较高，故而产生了较多微细粒矿泥，针对这一特点，选用模数为3.0的水玻璃作为粗选抑制剂，在抑制脉石矿物的同时，可有效分散矿泥。 在磨矿细度-0.074 mm 粒级占98.57%，捕收剂MG-2 用量1.50 kg/t 条件下，加入Na2CO32 kg/t控制矿浆pH 值在9.8 左右，进行了粗选水玻璃用量条件试验，结果见图2。

图2 高模水玻璃用量试验结果

由图2 可知，当控制矿浆pH 值在9.8 左右时，随着水玻璃用量提高，精矿P2O5品位持续增长，而回收率逐渐减少。 综合考虑，确定水玻璃用量为7.60 kg/t，此时精矿P2O5品位及回收率分别为23.16%和88.18%。

2.1.2 MG-2 用量试验

在粗选磨矿细度-0.074 mm 粒级占98.57%，Na2CO3用量2.00 kg/t，高模水玻璃用量7.60 kg/t 条件下，探索了粗选MG-2 用量，结果见图3。 分析图3 可知，粗精矿P2O5品位随MG-2 用量增加而降低，回收率随MG-2 用量增加而升高；当MG-2 用量为1.5 kg/t 时，P2O5品位和回收率分别为23.10%和87.95%。 确定粗选MG-2 最佳用量为1.5 kg/t。

图3 MG-2 用量试验结果

2.2 反浮选脱镁试验

入选原矿中MgO 含量为2.34%，经正浮选一次粗选一次精选后得到的精矿中MgO 含量为3.27%，不利于下游磷化工生产，考虑添加反浮选脱镁作业。 白云石作为该矿石中的主要含镁矿物，其天然可浮性与磷灰石相近，故可调整pH 值至酸性以抑制磷矿物，再用阴离子捕收剂MG-7 浮选白云石，从而达到脱镁的目的［8］。

2.2.1 H2SO4用量试验

脱镁作业选用H2SO4为pH 调整剂，同时也可充当磷矿抑制剂，在正浮选脱硅试验最优条件基础上，选定H3PO4用量3.0 kg/t、MG-7 用量0.75 kg/t，探索了反浮选脱镁作业中H2SO4用量对浮选指标的影响，结果见图4。

分析图4 可知，随着H2SO4用量增大，精矿P2O5品位先上升后下降，而回收率逐渐提高；当H2SO4用量为6 kg/t 时，磷精矿P2O5品位30.28%、回收率70.10%。继续增加H2SO4用量，P2O5回收率基本不变，但品位下降较大，故确定H2SO4用量为6 kg/t。

2.2.2 H3PO4用量试验

H2SO4、MG-7 用量分别为6.0 kg/t 和0.75 kg/t，探索了H3PO4用量对反浮选脱镁效果的影响，结果见图5。

图5 H3PO4 用量试验结果

由图5 可知，精矿P2O5品位随H3PO4用量增加呈先升高后降低趋势，在H3PO4用量为3 kg/t 时，磷精矿P2O5品位和回收率分别为30.28%和70.10%，因此选定H3PO4用量为3 kg/t。

2.2.3 MG-7 用量试验

H2SO4、H3PO4用量分别为6 kg/t 和3 kg/t，进行了反浮选脱镁MG-7 用量试验，结果见图6。

图6 MG-7 用量试验结果

由图6 可知，MG-7 用量越大，精矿P2O5品位越高、回收率越低；在MG-7 用量达到0.50 kg/t 时，磷精矿P2O5品位和回收率分别为30.28%和70.10%；继续增大MG-7 用量，P2O5品位增幅不大且回收率继续降低，因此选定反浮选脱镁试验MG-7 用量为0.50 kg/t。

2.3 闭路试验

根据开路试验结果确定了闭路试验流程并进行了试验，结果见表2，试验流程见图7。

表2 闭路试验结果

图7 闭路试验流程

由表2 可知，在原矿P2O5品位18.60%时，采用图7 所示的正-反浮选流程处理原矿石后，可以获得P2O5品位28.64%、回收率78.26%、MgO 含量0.88%的磷精矿。

3 结 论

1） 某低品位胶磷矿中主要有用矿物为碳氟磷灰石，脉石矿物主要有石英、白云石以及少量白云母、长石和黄铁矿等。 试样属高硅低镁型低品位胶磷矿。

2） 在磨矿细度-0.074 mm 粒级占98.57%的情况下，采用一粗一精一扫正浮选脱硅与一段反浮选脱镁闭路联合流程，有效实现了磷灰石与脉石矿物的分离，最终获得了P2O5品位28.64%、回收率78.26%、MgO含量0.88%的磷精矿。