云南某浮选厂磷尾矿再选研究

李若兰，刘润哲，张朝旺，彭丽群，罗昆义，刘丽芬

（1. 云南磷化集团有限公司，云南 昆明 650600；2. 国家磷资源开发利用工程技术研究中心，云南 昆明 650600）

云南磷矿资源丰富，但是多数为中低品位胶磷矿，有用矿物和杂质矿物性质复杂、伴生紧密，选矿厂一般通过浮选法选矿生产合格的磷精矿。目前，云南磷化集团有限公司建成850 万t/a 的胶磷矿选矿装置，均采用单一反浮选工艺流程，浮选后产生大量磷尾矿。磷尾矿作为采选过程中产生的一种工业固体废弃物，多数为中低品位磷矿，除含磷外还含有许多矿物，如镁、钙、锰、锑、铜、铁、铝等，如得不到有效处理，造成资源浪费［1］。磷尾矿中镁含量高，w（Mg）有时能达到18%左右，是一种不可多得的富镁资源。我国每年产出磷尾矿近700 万t，而且随着磷矿开采持续增加，磷尾矿的数量也逐年上升［2-3］。因此，对磷尾矿进行开发利用尤其重要［4］。根据选矿相关标准，研究如何降低磷尾矿P2O5含量，降低生产成本，有着非常重要的意义［5-6］。

云南某浮选厂采用一粗一精反浮选工艺流程处理碳酸盐胶磷矿，粗选尾矿w（P2O5）5.0% ～8.5%，直接抛尾；精选尾矿品位稍高，w（P2O5）为10% ～16%。为了进一步挖潜增效，提高资源利用率和精矿回收率，对精选尾矿进行再选。经过实验室研究和工业化应用试验，尾矿品位w（P2O5）可降至8%左右，大大提高了资源利用率。

1 矿石性质

经工艺矿物学研究可知，浮选厂入选矿样中主要有用矿物为胶磷矿，脉石矿物大部分为白云石，方解石，以及硅质脉石矿物石英、玉髓等。原矿多元素分析结果见表1。

表1 原矿多元素分析结果 %

从表1可知，该矿石P2O5品位中等，Mg含量高，w（MgO）为5.91%，m（CaO）/m（P2O5）为1.78，属于碳酸盐型中低品位胶磷矿，需要脱除大量碳酸盐杂质矿物，磷酸盐矿物才能得到富集。因此，采用反浮选工艺对此矿石进行选别。

2 实验室研究

2.1 浮选厂原工艺指标

浮选厂原设计为反浮选一粗一精工艺流程，粗选采用浮选柱，精选采用浮选机，精选作业1#、2#浮选机精选尾矿抛尾，3#、4#浮选机精选尾矿返回到粗选作业，为半闭路工艺流程。对现有流程各工序取样得知：粗选尾矿w（P2O5）为5.0%～8.5%，可以直接抛尾；精选3#、4#浮选机尾矿w（P2O5）13%～18%，返回到粗选作业；精选1#、2#浮选机尾矿w（P2O5）10%～16%直接抛尾，造成巨大的磷资源浪费。原工艺流程见图1，浮选厂原矿、精矿、尾矿指标分析结果见表2。

针对此结果与浮选厂实际生产情况，为了更好地回收磷尾矿中的磷资源，对磷尾矿分别进行再选研究。

图1 浮选厂原工艺流程

表2 浮选厂浮选作业工艺指标 %

2.2 精选尾矿再选实验研究

对精选1#、 2#浮选机尾矿，3#、 4#浮选机尾矿，1#至4#浮选机尾矿集中后分别取样，结合工艺矿相研究结果，精尾矿单体解离较好，故直接对精尾矿进行再浮选，采用反浮选一次粗选作业，实验结果见表3。

表3 精选尾矿再选实验结果

从浮选实验结果可知：1#、2#浮选机尾矿再选后尾矿中w（P2O5）降低到8.0%左右；3#、4#浮选机尾矿再选后，尾矿中w（P2O5）降低到10.0%左右；1#至4#浮选机精选作业尾矿集中再选，综合尾矿w（P2O5）可以控制在8.5%以下。说明精选尾矿再选技术方案可行，可有效降低总尾矿P2O5品位。

3 工业化应用试验

3.1 试验方案

结合精尾矿工艺矿相研究和实验室研究结果，对该浮选厂柱槽联选工艺流程进行优化，增加精选尾矿再选作业。通过延长浮选时间，把原来的半闭路工艺流程改为反浮选一粗一精一扫全开路工艺流程，流程控制简单，尾矿P2O5品位更易于控制，可降低尾矿P2O5品位，提高处理能力。

3.2 试验结果

按照试验方案对工艺流程技改后，工艺流程见图2，工业化试验数质量流程见图3，技改前后各项浮选指标对比结果见表4。

图2 浮选厂技改后工艺流程

从图3、表4 数据可以看出，工艺流程技改后，全开路流程更利于浮选指标的控制，精选精矿和扫选精矿合并为总精矿，粗选尾矿和扫选尾矿合并为总尾矿。结合浮选厂现场生产数据得知，技改后处理量提高了30.12 t/h；总精矿品位w（P2O5）28.62%；总尾矿品位w（P2O5）7.21%，比技改前降低了2.14%；技改后P2O5回收率提高了2.37%，技改效果明显。

图3 工业化试验数质量流程

表4 技改前后各项浮选指标对比

4 结论

（1）针对此种磷尾矿品位偏高的浮选厂，可结合矿石性质和实际生产情况，对工艺流程或药剂制度进行优化，最大限度地回收磷尾矿中的有价成分。

（2）对于云南该浮选厂，由于精选使用槽式浮选机，浮选时间不够，尾矿品位偏高，通过增加精选尾矿再选作业，把反浮选一粗一精半闭路工艺流程改为一粗一精一扫全开路工艺流程，流程更易控制，技改后各项浮选指标较好，提升了浮选厂经济效益，可为同类型的浮选厂提供技术参考。

（3）从磷尾矿中回收有用矿物的方法众多，主要是以化学选矿法和浮选回收为主。研究磷尾矿中有用矿物化学选矿回收和浮选回收的机制，针对磷尾矿的特点开发出有效、适用性强的工艺及药剂制度是今后磷尾矿再利用的关键所在。

（4）对于品质较低的磷尾矿，制备材料是其二次利用的重要途径。应加大其研究力度，开发出高附加值的材料，形成一条效益可观的产业链。