某磷矿正反浮选工艺研究与实践

卫 波，符敬杰，余承章，王官忠，时承东

（湖北大峪口化工有限责任公司，湖北 钟祥 431910）

0 引言

磷矿是生产磷肥、黄磷及磷化工产品的重要化工原料。我国磷矿资源具有富矿少、贫矿多的特点，贫矿必须经过富集才能满足生产需求。浮选是磷矿选矿中常用的有效分选方法［1］。浮选法包括直接正浮选、单一反浮选、正反浮选、反正浮选、双反浮选等工艺［2-3］。

针对湖北钟祥某磷矿性质开展正反浮选工艺实践，要求浮选工艺满足生产指标，精矿磷回收率达到预期。

1 原矿组成

对原矿样进行化学分析，结果见表1。由表1可知，该矿样为低品位硅钙质磷块岩，颜色为淡黄色。此类磷矿石含磷矿物为胶磷矿，脉石矿物主要为碳酸盐、硅质及泥质矿物等。针对矿石性质宜采用正反浮选工艺进行选矿。

表1 原矿样多元素分析结果 %

2 球磨分级工艺流程

磨矿分级采用“两段两闭路”流程，即两段磨矿两段分级。来自粉矿仓的原矿物料由圆盘给料机给料，经皮带秤计量后送到Ⅰ段溢流型球磨机内，球磨机内按比例加入一定量的钢球和工艺水。原矿物料在磨矿介质的作用下被研磨和破碎，研磨好的矿浆从球磨机的排矿端排入矿浆缓冲池，再由Ⅰ段旋流砂泵扬送至Ⅰ段水力旋流器进行分级，粗粒级的物料从下方沉砂嘴排出，返回到Ⅰ段球磨机再磨；细粒级的物料从溢流管自流到Ⅱ段球磨机矿浆池内和Ⅱ段球磨机排出的矿浆一起由Ⅱ段旋流砂泵扬送至Ⅱ段水力旋流器进行分级，分级后的粗粒级物料返回到Ⅱ段球磨机再磨；合格的矿浆自流到浮选工序1#搅拌桶。

磨矿装置稳定运行后对二段溢流取样分析，每小时取样1次，每班合并当班流程样，按要求进行筛样分析，得出每班入选矿浆固含量及细度（见表2）。

表2 入选矿浆固含量及细度

由表2可知，磨矿分级系统平均给矿量为74.78 t/h，入选矿浆w（固）为32.09%，细度＜0.075 mm颗粒占比为90.56%。

3 正反浮选工艺流程

正浮选采用一次粗选、两次精选、一次扫选作业，反浮选采用一次粗选、一次扫选作业。具体流程为：来自磨矿装置的合格矿浆自流到1#搅拌桶，添加适量的pH 调整剂A、正浮选抑制剂C 和蒸汽后，再流入2#搅拌桶，此处搅拌桶内矿浆温度达到60 ℃、pH达到10.20，搅拌好的矿浆流入粗选间隔箱内，并在此添加正浮选捕收剂B；矿浆由粗选吸浆泵吸入到粗选槽内（共有9 槽），进行搅拌和充气，刮出的粗精矿泡沫产品添加pH 调整剂A、正浮选抑制剂C后进入精选Ⅰ浮选槽，粗选尾矿1自流到尾矿池；精选Ⅰ浮选槽刮出的泡沫产品进入精选Ⅱ浮选槽，尾矿送到扫选槽；扫选槽添加pH 调整剂A、正浮选抑制剂C 和正浮选捕收剂B 进行扫选，刮出的精矿泡沫产品返回到粗选槽，尾矿2自流到尾矿池；精选Ⅱ采用“多管吸浆”技术［4］，不添加药剂，刮出的精矿泡沫加入pH 调整剂D 和反浮选捕收剂E 后进入反浮选粗选作业，此处矿浆pH为5.5，尾矿返回到精选Ⅰ作业；反浮选粗选刮出的泡沫进入反浮选扫选作业，精矿自流到浓密机进行浓缩，针对反浮选工序矿浆泡沫发黏、流通不畅现象采用酸性废水进行消泡；反浮选扫选作业刮出的尾矿泡沫（尾矿3）自流到尾矿池，中矿返回到反浮选粗选作业。浮选工艺流程见图1。

图1 正反浮选工艺流程

精选Ⅰ共有5 槽，吸浆浮选机2 槽，充气浮选机3 槽；精选Ⅱ作业共有4 槽，其中吸浆浮选机2槽，充气浮选机2 槽；扫选作业有3 槽，其中吸浆浮选机1 槽，充气浮选机2 槽；反浮选粗选共有4槽，其中吸浆浮选机2 台，充气浮选机2 台；反浮选扫选作业共有3 槽，其中吸浆浮选机1 台，充气浮选机2台。正反浮选设备形象联系见图2。

图2 正反浮选设备形象联系

完成正反浮选工艺流程后进行工业化生产实践，待系统稳定后进行72 h流程样取样分析。每小时在13 个取样点分别取样一次，每班分别合并当班流程样，按要求制样后进行分析化验。72 h流程样数据汇总见表3。

由表3可知原矿w（P2O5）为17.60%、w（MgO）为7.50%，尾矿1 的w（P2O5）为5.22%、w（MgO）为7.44%，尾矿2 的w（P2O5）为4.45%、w（MgO）为15.25%；尾矿3 的w（P2O5）为7.65%、w（MgO）为14.25%；总磷精矿的w（P2O5）为31.45%、w（MgO）为1.02%。

表3 72 h流程样数据汇总 %

根据流程样实验结果，得到各班流程样工艺指标平均值，以此计算各个作业产品的产率及回收率，并绘制正反浮选工艺数质量流程图，如图3所示。

图3 正反浮选工艺数质量流程

由图3可知，在原矿w（P2O5）为17.60%、w（MgO）为7.50%的条件下，经过正反浮选工艺流程，可获得最终磷精矿w（P2O5） 为31.45%、w（MgO） 为1.02%、P2O5回收率为83.52%的工艺指标，满足下游对磷精矿的指标要求。

4 结论

（1）湖北钟祥某磷矿原矿w（P2O5）17.60%，w（MgO）7.50%，为低品位硅钙质磷块岩，针对该矿石性质，宜采用正反浮选工艺选矿。

（2）通过正反浮选工艺流程实践，正浮选采用一次粗选、二次精选、一次扫选作业，反浮选采用一次粗选、一次扫选作业。

（3）实践表明，酸性废水可用于反浮选作业中有效解决浮选泡沫发黏、流动不畅问题，为酸性废水的利用提供了思路。

（4）通过正反浮选工艺流程选矿时，磷精矿w（P2O5） 达 到31.45% ，w（MgO） 降 到1.02%，有害杂质MgO 得到有效排除，磷精矿P2O5回收率达到83.52%，说明正反浮选工艺用于湖北钟祥某磷矿浮选是可行的。