云南某高硅低磷高镁磷矿扩大连选试验研究

张朝旺，彭丽群，张露莉，罗昆义，刘润哲，刘丽芬

（国家磷资源开发利用工程技术研究中心，云南 昆明 650113）

0 前言

磷矿资源是一种非常重要的农业、工业原材料，广泛应用于医药、军工、食品等重要领域，对于粮食安全和工业发展具有重要的战略意义［1］。自2003年以来，随着农业和工业对磷矿资源的需求日益增加以及不科学开采，磷矿资源储量持续下降，我国磷矿资源现状不容乐观，资源、环境和安全问题日益突出［2］。因此，开发利用低品位磷资源已迫在眉睫。

在已有的文献报道中，对高硅低磷高镁胶磷矿（w（P2O5）≤18.50%、w（SiO2）≥35%、w（MgO）≥1.50%）的选矿研究较少，且大多数研究只停留在实验室阶段［2］。

笔者针对云南滇池地区某高硅低磷高镁胶磷矿浮选工艺，在实验室取得较好效果的基础上，开展了扩大连选试验研究，取得了较好的技术指标，希望能为此类磷矿的开发利用提供更加翔实可靠的技术依据。

1 矿样性质

采用X射线荧光分析仪，分析原矿的主要化学成分，分析结果见表1。由表1可知，原矿中w（P2O5）为18.45%，主要有害杂质包括SiO2、MgO、Al2O3及Fe2O3，原矿X射线衍射（XRD）分析结果见图1。

表1 原矿化学分析结果%

图1 原矿XRD图

通过分析原矿XRD图可知，矿样中有用矿物为磷灰石（d=2.800、2.700、1.836nm）。脉石种类较多，主要有白云石（d=2.880、2.190、1.808 nm）、石英（d=3.350、1.819、1.540 nm）、白云母（d=9.890、3.310、2.548 nm）、黑云母（d=10.000、3.370、2.635 nm）、绢云母（d=10.000、4.450、2.560 nm）、正长石（d=4.210、3.770、3.230 nm）、黄铁矿（d=2.710、1.635、1.043 nm）、褐铁矿（d=4.180、2.700、2.450 nm）、赤铁矿（d=2.969、2.512、2.199 nm）、高 岭 石（d=7.300、3.570、2.341nm）等。其中脉石矿物以石英、长石、云母类为主，其次是白云石和含铁物相（褐铁矿、赤铁矿）。

2 实验室确定的浮选工艺流程

高硅低磷高镁磷矿浮选采用正反浮选工艺，正浮选采用脂肪酸类捕收剂YP6-3脱除石英、玉髓，反浮选采用脂肪酸类捕收剂NECP脱除白云石、水云母，采用多段加药方式。通过实验确定的工艺流程见图2。

图2 浮选工艺流程

工艺矿物学研究表明：采用一段闭路磨矿，细度＜0.075 mm的颗粒占比为98.20%，＜0.025 mm的颗粒占比为70%，解离充分，在此磨矿细度下可实现白云石和部分石英、硅酸盐脉石矿物的较好脱除。采用正浮选一次粗选、一次精选、一次扫选，扫选精矿和精选尾矿合并进入粗选，反浮选一次粗选，获得精矿w（P2O5）29.10%、w（MgO）0.81%、w（SiO2）17.50%、w（Al2O3）1.26%、w（Fe2O3）0.82%，P2O5回收率81.90%的选矿指标。

3 扩大连选试验

以实验室研究确定的工艺参数配置扩大连选试验设备，扩大连选试验设备联系见图3。

图3 扩大连选试验设备联系

磷矿扩大连选试验规模为1 t/d，采用XMQL-79型φ420 mm×450 mm格子型球磨机与FLG-150型φ150 mm×1 200 mm单螺旋分级机，两者形成一段闭路磨矿流程，采用18槽12 L自吸式浮选机，其中6槽用于正浮选粗选作业脱硅、铝，4槽用于正浮选扫选作业脱硅、铝，4槽用于正浮选精选作业脱硅、铝、镁，最后4槽用于反浮选作业脱。

3.1 控制要求

在扩大连选试验过程中，由于每个工艺参数的变化都会导致精矿指标的变化，因此，需要对关键工艺参数进行监测和调整。

（1）给矿量控制在（694.5±20）g/min，每1 h测量1次并记录，发现偏差较大及时调整。

（2）磨矿分级溢流w（固）为（30.0±2.0）%，细度＜0.037 mm的颗粒占比为（70.0±3.0）%，每1 h标定1次w（固），每2 h标定1次细度并记录，发现偏差较大及时调整。

（3）浮选药剂按照要求的浓度和配制方法进行制备。每种药剂各个加药点给药量每1 h标定1次并记录。在试验过程中如发现异常，及时调整。

3.2 试验指标

调整各参数至浮选指标合格稳定，记录各班药剂消耗和选别指标，选取运行稳定的6个班72 h综合数据作为扩大连选试验指标，见表2。由表2可知，所得磷精矿w（P2O5）28.87%、w（MgO）0.91%、w（SiO2）19.70%、w（Al2O3）1.86%，w（Fe2O3）0.85%，P2O5回收率为84.10%，与实验室研究结果基本吻合。

表2 扩大连选试验磷精矿综合指标 %

浮选所得磷精矿产品中矿物主要为氟磷灰石，并含有较少的石英、白云石等，矿物组成及含量%见

表3 磷精矿工艺矿相

3.3 流程考察

在扩大连选试验指标稳定期间，进行了流程考察。流程考察共72 h，每1 h取1次样，两次样品合并为1个样。取样完毕测定各取样点的矿浆量、干矿量、浓度，并进行各点的P2O5、MgO、SiO2、Fe2O3和Al2O3含量分析。图4为扩大连选试验数质量流程。

图4 扩大连选试验数质量流程

由图4可知，脂肪酸类捕收剂正浮选脱硅、铝损失P2O511.94%，反浮选脱镁损失P2O53.96%。

4 结语

（1）针对w（P2O5）18.45%、w（MgO）2.39%、w（SiO2）35.88%的高硅低磷高镁磷矿，采用正反浮选工艺流程，多段加药方式，进行规模1 t/d的扩大连选试验，可以获得磷精矿w（P2O5）28.87%、w（MgO）0.91%、w（SiO2）19.70%，P2O5回收率84.10%的选矿指标。

（2）浮选过程中，精矿浆偏酸性，利于沉降。正浮选尾矿和反浮选尾矿分开处理，避免其相互影响。

（3）扩大连选试验所用工艺流程短，闭路少，结构相对简单，操作稳定，对高硅低磷高镁磷矿适应性较强。