云南某难选低品位胶磷矿正-反浮选试验研究.pdf

2 0 1 9 年第3 期 有色金属 选矿部分 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 3 ．O ll 云南某难选低品位胶磷矿正一反浮选试验研究 李向益1 ’2 ，孙广周1 ’2 ，曾茂青1 ’2 ，乐智广1 ’2 1 ．国土资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室，昆明6 5 0 2 1 8 ； 2 ．国土资源部昆明矿产资源监督检测中心，昆明6 5 0 2 1 8 摘 要对云南某低品位难选胶磷矿进行选矿试验研究。结果表明，采用H Y Y 作为正浮选捕收剂、c F ．8 1 3 D 作为反浮 选捕收剂、通过常温正反浮选工艺，可获得磷精矿P 2 0 5 品位2 9 ．8 6 ％、P 2 0 5 回收率7 8 ．8 8 ％的技术指标。磷精矿品位和回收 率均较低，主要是因为胶磷矿集合体嵌布粒度很细、与脉石矿物嵌布关系复杂所致。 关键词胶磷矿；低品位；正一反浮选 中图分类号T D 9 7文献标志码A文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 1 9 0 3 ．0 0 5 1 一0 4 E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho nD i r e c t r e v e r s eF l o t a t i o nP r o c e s sf o raL o wG r a d e R e f r a c t o r yC o U o p h a n i t ei nY u n n a n L JX i 日竹g y i l ’2 ，S U N G “n 咒g z 矗o “1 ～，Z ’E N G M ＆o q i 行9 1 ～，L E Z i g “口九g 2 2 】．K P yL n 6 0 r n f o r yo 厂G P o Z o g i f 以ZM 已f n Z Z o g 已n P s i s 以行dM i ”P r n ZR P s o “r c P sL k i Z i 2 n ￡i o ，2i 行S n 巧i n 丸gR P g i o 理， M i ，2 i s f r yo 厂L 以规d 口，z dR P s o 甜r f P s ，K “行m i 行g6 5 0 2 j8 ，C i 咒盘；2 ．K “行7 n i 咒gM i 7 2 P r 以ZR P s o “r c g sS “r 口e i Z Z n 竹c P T P s ￡i 以gC P 咒￡，- P ，M i 九i s ￡r yo 厂L 口以d 口订dR P 5 0 “r f P s ，K “咒m i ，2 96 5 D 2 j8 ，C i 行n A b s t r a c t Ab e n e f i c i a t i o nt e s to fl o wg r a d ea n dr e f r a c t o r yc 0 1 l o p h a n i t eo r ef r o mY u n n a nw a ss t u d i e d ． T h er e s u l t ss h o wt h a tp h o s p h a t ec o n c e n t r a t eg r a d eo f2 9 ．8 6 ％a n dr e c o v e r yo f7 8 ．8 8 ％w a sa c h i e v e d t h r o u g ht h ed i r e c t r e v e r s ef l o t a t i o nw i t hd i r e c t f l o t a t i o nc o I l e c t o rH Y Ya n dr e v e r s ef l o t a t i o nc o U e c t o rC F 一 8 1 3 D ．T h eg r a d ea n dr e c o v e r yo fp h o s p h a t ec o n c e n t r a t ew e r er e l a t i v e l yl o w ，w h i c hw a sc a u s e db yt h ef i n e p a r t i c l es i z e so fc o l l o p h a n i t ea g g r e g a t ea n dc o m p l e xd i s s e m i n a t i o nb e t w e e nc o l l o p h a n i t ea g g r e g a t ea n d g a n g u em i n e r a l si nt h eo r e ． K e yw o r d s c o l l o p h a n i t e ；l o wg r a d e ；d i r e c t r e v e r s ef l o t a t i o n 磷矿作为生产磷肥、磷复肥及精细磷化工产品 的原料，被广泛应用于农业、日化、食品和医药等领 域[ 1 ] 。尤其用于农业生产磷肥及磷复肥每年大量消 耗磷矿资源。云南作为磷矿资源大省，拥有丰富的 磷矿资源，但是随着资源的不断开采加工利用，优质 富矿资源越来越少。因此，开展中低品位胶磷矿的 开发利用研究迫在眉睫[ 2 。4 ] 。目前胶磷矿的选矿方 法主要为浮选，根据矿石性质、脉石矿物含量及其 硅、镁杂质含量的不同，浮选又可分为正浮选、反浮 选、正一反浮选、反一正浮选和双反浮选[ s ] 。 云南某地具有丰富的磷矿资源，属于低品位高 镁高硅磷块岩。矿石中目的矿物为胶磷矿，脉石矿 物主要有石英、白云石、绢云母、方解石、斜长石等。 原矿P O 。品位为1 9 ．5 4 ％，含M g O4 ．3 2 ％、S i O 。 2 3 ．0 1 ％。目的矿物胶磷矿集合体与石英、白云石等 脉石矿物相互连生和相互包裹，嵌布关系复杂，且白 云石和石英等脉石矿物的嵌布粒度多在3 0 ～7 0 “m ，嵌布粒度较细，在磨矿过程中，难以充分解离， 造成胶磷矿与脉石矿物之间分选困难。通过大量试 验研究，确定选矿流程为正一反浮选工艺，经过选 别，最终可得磷精矿P 。O 。品位2 9 ．8 6 ％、P 。O 。回收 率7 8 ．8 8 ％的技术指标，为该地区低品位胶磷矿资源 的开发利用及生产实践提供技术依据和参考。 原矿性质 1 ．1 原矿化学多元素分析 原矿化学多元素分析见表1 。 表1 结果表明，原矿P ；品位为1 9 ．5 4 ％，含 S i O 2 3 ．0 1 ％，M g O4 ．3 2 ％，C a O3 3 ．5 5 ％，属于低品 位高硅高镁胶磷矿。 收稿日期2 0 1 8 1 2 1 3修回日期2 0 1 9 一0 1 2 0 作者简介李向益 1 9 8 7 ，男，云南宣威人，硕士，工程师，主要从事选矿及矿产综合利用研究。 万方数据 5 2 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 1 ．2 原矿矿物组成及嵌布特征 矿石主要的构造有纹层状构造、块状构造；主要 的结构有团粒团块结构、亮晶细砂屑结构、细砂结 构、胶状结构、包含结构；矿石类型为高镁高硅磷 块岩。 矿石主要由胶磷矿、白云石、石英、绢云母、方解 石、斜长石等组成。对磷精矿指标影响较大的矿物 为白云石、石英。 矿石中磷以独立矿物的形式赋存在胶磷中，胶 磷矿主要呈隐品质。胶磷矿集合体与白云石和石 英等脉石矿物的相互连生和包裹，嵌布关系复杂， 且白云石和石英等脉石矿物的嵌布粒度多在 3 0 ～7 0 肚m ，嵌布粒度较细，如图1 a 和图1 b 所示，在 磨矿过程中胶磷矿与脉石矿物难以充分解离，会影 响最终磷精矿品位和回收率提高。 a 包含在胶磷矿 A p 中的微晶状的石英 0 t z b 胶磷矿 p 包裹白云石 D oI 图1矿石中胶磷矿与主要脉石矿物的嵌布关系 2 浮选试验研究 2 ．1 浮选工艺的选择 根据矿石性质，以及原矿中S i 、M g 含量较 高的特点，可通过正浮选实现胶磷矿与石英、云母等 硅质脉石矿物的分离，反浮选则实现胶磷矿与白云 石、方解石等碳酸盐脉石矿物的分离。确定选磷工 艺流程为正反浮选流程，正浮选捕收剂为H Y Y 改性脂肪酸类磷矿正浮选捕收剂，下同 ，反浮选捕 收剂为C F 一8 1 3 I 硬脂酸类磷矿反浮选捕收剂， 下同 。 2 ．2 磨矿细度 单体解离是实现目的矿物与脉石矿物有效分离 的前提，也是选矿过程中取得良好分选指标的关键。 因此。确定合适的磨矿细度至关重要。在磷矿的选 矿过程中，由于正浮粗选粗精矿品位和回收率随着 磨矿细度变化不大，难以判断出合适的磨矿细度。 因此磨矿细度条件试验采用正反浮选流程，研究 磨矿细度为一4 5 肚m 含量为6 5 ％、7 5 ％、8 5 ％、9 5 ％ 时对磷矿分选指标的影响，试验流程如图2 所示，试 验结果见图3 。 由图3 可知，当磨矿细度较粗时磷精矿品位较 低，回收率较高，而当磨矿细度较细时，磷精矿品位 较高，回收率则较低。从磷精矿品位和回收率两方 面考虑，合适的磨矿细度为一4 5 “m 含量为8 5 ％。 浮选过程中磨矿细度较细主要是因为矿石中胶磷矿 与石英、白云石的嵌布粒度较细、嵌布关系复杂 所致。 万方数据 2 0 1 9 年第3 期李向益等云南某难选低品位胶磷矿正一反浮选试验研究 5 3 原矿 验流程图见图2 正浮粗选部分 ，试验结果见图4 。 尾矿2 磷精矿 图2 磨矿细度条件试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 磨矿细度 一4 5 “m 含量 ／％ 图3 磨矿细度对磷精矿指标的影响 F i g ．3T h ee f f e c t so fg r i n d i n gf i n e n e s so nt h e i n d e xo fc 0 1 1 0 p h a n i t ec o n c e n t r a t e 2 ．3 正浮粗选条件试验 正浮粗选条件主要优化抑制剂水玻璃和正浮捕 收剂H Y Y 用量，研究其对正浮粗选磷粗精矿指标 的影响效果。 2 ．3 ．1 水玻璃用量 水玻璃对石英及硅酸盐类脉石矿物具有良好的 抑制作用，是磷矿正浮选时脱除石英及硅酸盐矿物 常用的抑制剂。在磨矿细度为一4 5 扯m 含量8 5 ％， 调整剂碳酸钠用量10 0 0g ／t ，H Y Y 用量25 0 0g ／t 的条件下，对抑制剂水玻璃用量进行条件试验，考查 抑制剂水玻璃用量对磷矿正浮粗选效果的影响，试 O 5 0 水玻璃用量他l 一1 图4 水玻璃用量对磷正浮粗选效果的影响 F i g ．4 T h ee f f e c t so fs o d i u ms i l ．c a t ed o s a g eo nt h e i n d e xo fc 0 1 1 0 p h a n i t ed i r e c tr o u g h i n g 随着水玻璃用量从15 0 0g ／t 逐步增加到30 0 0 g ／t ，磷粗精矿P 。品位呈现逐渐提高后趋于稳定 的趋势，而回收率则呈现降低的趋势。因此正浮粗 选抑制剂水玻璃较佳用量为25 0 0g ／t 。 2 ．3 ．2捕收剂H Y Y 用量 正浮粗选捕收剂H Y Y 用量条件试验是在磨矿 细度为一4 5 “m 含量为8 5 ％，碳酸钠用量10 0 0g ／t ， 水玻璃用量25 0 0g ／t 的条件下进行。试验流程如 图2 正浮粗选部分 所示，试验结果见图5 。 H Y Y 用量／ g t 一1 图5H Y Y 用量对磷正浮粗选效果的影响 F i g ．5 T h ee f f e c t so fH Y Yd o s a g eo nt h ei n d e x o fc 0 1 l o p h a n i t ed i r e c tr o u g h i n g 当正浮粗选捕收剂H Y Y 用量增加时，磷粗精 矿P 。回收率逐渐升高，而P 。 。品位则逐渐降低。 当正浮粗选捕收剂H Y Y 用量达到3O O og ／t ，磷粗 精矿的品位和回收率均处在较高值，继续增加捕收 剂用量到35 0 0g ／t ，P O 。回收率提高较小，而品位 则明显降低，因此正浮粗选捕收剂H Y Y 较佳用量 为30 0 0g ／t 。 冰＼静擎回，od 5 O 5 O 5 O 5 O Lj6、斛娶回，o．山 5 O 5 O 5 0 5 0 5 O 5 0 叭叭粥∞∞黔昌8罟昌盯盯％％∞ ”孔如如凹凹勰勰卯”拍拍 堡逍咯，oN厶 万方数据 5 4 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 2 ．4 反浮粗选条件试验 在较佳的正浮选条件下，原矿经“一次粗选、两 次精选”正浮选选别后，仅能得到磷精矿P 。品位 为2 3 ．7 7 ％，P 。 。回收率7 9 ．3 1 ％，正浮磷精矿含 M g O5 ．2 9 ％。磷精矿品位仍然很低，镁含量很高， 因此需进行反浮选，以脱除正浮精矿中的白云石、方 解石等碳酸盐脉石矿物。反浮粗选条件主要是优化 硫酸用量和反浮捕收剂C F 一8 1 3 D 的用量。 2 ．4 ．1 反浮粗选硫酸用量 确定了正浮选药剂用量及流程结构后，在反浮 捕收剂C F 一8 13 D 用量为1O O o g ／t 的条件下，研究不 同硫酸用量对磷矿反浮选指标的影响，反浮选采用 一次粗选流程，试验流程如图2 反浮选部分 所示， 试验结果见图6 。 硫酸用量／ g I “ 图6 硫酸用量对磷反浮选效果的影响 F i g ．6 T h ee f f e c t so fs u l f u r i ca c i dd o s a g eo nt h e i n d e xo fc o l l o p h a n i t er e v e r s ef l o t a t i o n 由图6 可知，随着硫酸用量由1 0O O og ／t 增加 到1 60 0 0g ／t 时，磷精矿P 。品位先升高后略微降 低，而P j 回收率则由6 l ％增加到6 9 ．5 ％。因此 确定反浮粗选硫酸用量为1 40 0 0g ／t 。 2 ．4 ．2 反浮粗选C F 一8 1 3 D 用量 确定了反浮硫酸用量为1 4o o og ／t 的条件下， 研究反浮选捕收剂C F 一8 1 3 D 用量分别为4 0 0 、6 0 0 、 8 0 0 、10 0 0g ／t 对磷精矿指标的影响，试验流程如图 2 所示，试验结果见图7 。 由图7 可知，随着反浮捕收剂C F 一8 1 3 D 用量的 增加，磷精矿P j 品位逐渐升高后趋于稳定，而 P O j 回收率则逐渐降低。因此确定反浮捕收剂c F 一 8 1 3 D 用量为8 0 0g ／t 。 冰 褂 擎 叵 电 山 c F 一8 1 3 D 用量， g t 一1 图7C F 一8 1 3 D 用量对磷反浮选效果的影响 F i g ．7 T h ee f f e c t so fC F 一813 Dd o s a g eo nt h e i n d e xo fc o I I o p h a n i t er e v e r s ef l o t a t i o n 2 ．5 正一反浮选闭路流程试验 通过磨矿细度、正一反浮选条件试验研究，确定 了较佳的磨矿细度一4 5 ”m 含量为8 5 ％，正浮粗选 碳酸钠用量1o o og ／t 、水玻璃用量25 0 0g ／t ，H Y Y 用量30 0 0g ／t ，反浮粗选硫酸用量为1 40 0 0g ／t ， C F 一8 1 3 D 用量为8 0 0g ／t 。通过浮选流程结构试验 确定正一反浮选流程结构为正浮选部分为“一次粗 选、两次精选、一次扫选”，反浮选部分为“一次粗选、 一次扫选”。正～反浮选开路试验可得到磷精矿 P j 品位3 0 ．6 6 ％，含M g 为O ．8 8 ％，P 2 5 回收 率为6 9 ．9 5 ％的选矿指标。由于正浮扫选及精选产 生的中矿存在产率高、品位低的现象，因此在闭路试 验时正浮选中矿采用集中再选二次抛尾后再返回正 浮粗选。在条件试验、流程结构试验及开路试验的 基础上进行正一反浮选闭路流程试验，试验流程如 图7 所示，试验结果见表2 。 表2闭路流程试验结果 T a b l e2R e s u l t so ft h ec l o s ec i r c u i te x p e r i m e n t ％ 由表2 可知，云南某难选胶磷矿经正 反浮选闭 路试验流程选别后，可获得磷精矿P Q 品位2 9 ．8 6 ％， 下转第5 9 页 万方数据 2 0 1 9 年第3 期李杰等某高砷高硫微细粒金矿石选冶试验研究 5 9 5结论 1 该金矿石属于典型的高砷高硫微细粒浸染型 金矿，金矿物主要呈微细粒赋存于黄铁矿和毒砂中； 矿石中砷含量很高，金精矿直接细磨氰化浸出效果 不理想，浸出率只有7 2 ．4 1 ％。因此，需要先将载金 硫化矿浮选富集，并将砷和硫脱除，再氰化浸出。 2 “粗磨一浮选一金精矿焙烧一氰化浸出”工艺 较适合该金矿石，在原矿磨矿细度一0 ．0 7 4m m 占 7 0 ％的条件下，浮选闭路试验获得了金品位2 1 ．6 g ／t 、回收率8 6 ．7 6 ％的金精矿；金精矿在6 5 0 ℃下焙 烧2 ．0h ，A s 和S 的脱除率分别为9 9 ．2 5 ％和 9 8 ．9 3 ％；焙烧渣氰化浸出率为9 0 ．3 5 ％。最终金的 综合回收率为7 8 ．3 9 ％，该工艺取得了良好的选冶技 术指标。 参考文献 [ 1 ] 孙留根，袁朝新，王云，等．难处理金矿提金的现状及发 展趋势[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 5 4 3 8 4 3 ． [ 2 ] 崔毅琦，王凯，孟奇，等．含砷难处理金矿提金工艺的研 究现状[ J ] ．矿冶，2 0 1 5 ，2 4 1 3 1 3 4 ． [ 3 ] 石玉臣，常耀超．某含砷金矿的工艺矿物学研究[ J ] ．有 色金属工程．2 0 1 l ，l 5 4 1 4 4 ． [ 4 ] 高杨，张家琪，胡志刚．某含砷微细粒难选金矿石选矿丁 艺试验[ J ] ．现代矿业，2 0 1 6 9 1 1 3 1 1 5 ． [ 5 ] 孙晓华，霸慧文，熊馨，等．某难选金矿的选矿试验研究 [ J ] ．矿产综合利用。2 0 1 6 4 3 9 4 2 ． [ 6 ] 罗文杰，马少健，周显文．含砷难处理金矿的预处理工艺 [ c ] ／／全国粉体T 程及矿产资源高效开发利用研讨 会．2 0 0 7 ． 上接第5 4 页 含M g 1 ．0 1 ％，P 。 。回收率为7 8 ．8 8 ％，总尾 矿P O 。品位8 ．5 3 ％，P 。O ；损失率为2 1 ．1 2 ％的技 术指标。精矿达到了商品磷精矿的质量要求。 闭路试验磷精矿P 。品位和回收率较低而含 M 9 0 较高，主要是因为矿石中胶磷矿集合体与白云 石和石英等脉石矿物的相互连生和包裹，嵌布关系 复杂，且白云石和石英等脉石矿物的嵌布粒度多在 3 0 ～7 0 肚m 之间，嵌布粒度较细所致。 3结论 1 云南某磷矿属于低品位高镁高硅胶磷矿。矿 石P 2O 。品位为1 9 ．5 4 ％，含S i 0 2 3 ．0 1 ％，M g O 4 ．3 2 ％，C a 3 3 ．5 5 ％，磷主要以胶磷矿形式存在。 2 矿石中白云石和石英等脉石矿物的嵌布粒度 多在3 0 ～7 0 肚m ，胶磷矿集合体与白云石和石英等 脉石矿物的相互连生和包裹，嵌布关系复杂。 3 在较佳的浮选工艺条件下，原矿经正一反浮选 的闭路试验流程可获得磷精矿P 。 5 品位2 9 ．8 6 ％，含 M g 1 ．0 1 ％，R n 回收率为7 8 ．8 8 ％的技术指标。 4 磷精矿品位和回收率均较低的主要原因是胶 磷矿集合体与脉石矿物白云石及石英相互连生和包 裹、嵌布关系复杂、嵌布粒度细，在磨矿中难以完全 单体解离所致。 参考文献 [ 1 ] 高永峰．我国磷矿资源的特点及加工利用建议[ J ] ．化学 丁业，2 0 0 7 ，2 5 1 1 l _ 5 ． [ 2 ] 余永富，葛英勇，潘昌林，等．磷矿选矿进展及存在的问题 [ J ] ．矿冶工程，2 0 0 8 ，2 8 1 2 93 3 ． [ 3 ] 李成秀，文书明．我国磷矿选矿现状及其进展[ J ] ．矿产综 合利用，2 0 1 0 2 2 2 2 5 ． [ 4 ] 杜令攀，陈赐云，钟晋，等．浅析磷矿选矿技术进展与问 题对策[ J ] ．化工矿物与加工，2 0 1 6 1 5 7 6 1 ． [ 5 ] 毛素荣，何剑，王君，等．云南某难选硅质磷矿选矿试 验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 4 5 0 一5 2 ． 万方数据