捕收剂BK420在某铁矿中浮选回收伴生磷资源的应用.pdf

2 5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．z 1 ．0 6 6 捕收剂B K 4 2 0 在某铁矿中 浮选回收伴生磷资源的应用 郑桂兵，李松清，肖婉琴，朱阳戈，孙昊 北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 0 2 6 0 摘 要与常规的捕收剂 油酸 作比较，捕收剂B K 4 2 0 在承德地区某铁矿浮选回收伴生磷矿的应用试验结果表明。 矿浆常温碱性条件下，磨矿细度为一7 4 斗m 含量占4 8 ％时，经过一次粗选、三次精选、两次扫选，中矿顺序返回闭路浮选流 程，可以获得含P 2 0 ，为3 3 ．1 2 ％，P 2 0 ，回收率8 9 ．6 2 ％的磷精矿。B K 4 2 0 可以作为伴生磷矿良好的低温捕收剂。 关键词铁矿；伴生；磷矿；浮选；低温捕收剂 中图分类号T D 9 2 3 ．1 3 ；T D 9 5 1 ．1文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 S 0 0 2 5 6 0 3 我国磷矿资源储量分布呈现出北方和东部少， 从而形成南磷北运、西磷东运的格局[ 1 ] 。我国北方 的河北、辽宁、吉林、内蒙、山东、新疆拥有大量 的低品位磷铁矿床，其大部分磷铁矿属磁铁矿一磷 灰石型矿石[ 2 | 。已建成并投人生产的选矿厂多数仅 采用磁选工艺回收其中的磁铁矿，而将共生的磷、 钛、钒、稀土等有用矿物的磁选尾矿丢弃，国家有 限的资源没有得到很好的综合回收利用，资源浪费 现象严重[ 3 ] 。 承德地区某铁矿铁品位为1 4 ．3 3 ％，另外矿石 中还含有2 ．11 ％的P 2 0 ，，含磷矿物绝大部分为氟磷 灰石。本文介绍了北京矿冶研究总院自行研制的一 种捕收剂B K 4 2 0 在该铁矿中浮选回收磷的应用， 并与常规捕收剂进行了对比。试验证明，B K 4 2 0 的 浮选性能更优异。 1 原矿性质 原矿化学组成与矿物组成分析结果分别见表1 和表2 。 主要为磁铁矿，其次为硅酸铁；五氧化二磷品位为 2 ．11 ％，含磷矿物绝大部分为磷灰石；含钛矿物大 部分为榍石；脉石矿物主要为闪石，其次为绿泥 石、辉石和闪石。 2 试验研究 2 ．1 磨矿细度对收磷效果的影响 磨矿细度试验采用一次粗选开路工艺流程， N a 2 C 0 3 用量1 ．0k r C t ，水玻璃用量1 ．7 5k g t ，B K 4 2 0 用量3 0 0g ／t ，磨矿细度条件试验结果见图1 2 。 堡 趟 咯 q 山 堡 褂 擎 嘎 星 一7 4 “m 含量，％ 图1 磨矿细度对磷精矿P 2 0 ，品位和P 2 0 ，回收率的 该铁矿铁品位很低，只有1 4 ．3 3 ％，含铁矿物影响 表1原矿的化学组成／％ 化学成分 F e M F eV 2 0 5C a F 2S i 0 2m 2 0 3 r i 0 2C a O M g oK 2 0P 2 0 5 S N a 2 0 C o 含量 1 4 ．3 3 7 ．2 6 O ．1 0 44 ．2 83 6 ．2 58 ．7 31 ．4 81 7 ．3 58 ．2 10 ．2 72 ．1 1O ．1 41 ．2 1 0 ．0 0 8 表2原矿的矿物组成／％ 矿物磁铁矿赤铁矿榍石钛铁矿方解石闪石绿泥石磷灰石黄铁矿萤石辉石长石石英绿帘石蛇纹石白云母其它 3 2 ．5 61 0 ．4 95 ．0 40 ．2 44 ．2 8 9 ．3 78 ．5 45 ．4 84 ．3 33 ．4 41 ．5 00 ．3 9 含量 1 0 ．1 70 ．3 42 ．3 l0 ．3 6 1 ．1 6 基金项目“十二五”国家科技支撑计划重点项目 2 0 1 3 B A B O T B 0 3 ；国家自然科学基金资助项目 5 1 2 0 4 0 1 9 收稿日期2 0 1 3 一1 1 - 1 l 作者简介郑桂兵 1 9 6 7 一 ，男，湖北仙桃人，研究员，主要从事矿物加工工程和浮选药剂等方面的研究。 万方数据 2 0 1 3 年增刊郑桂兵等捕收剂B K 4 2 0 在某铁矿中浮选回收伴生磷资源的应用 2 5 7 堡 趟 略 冰 、 褂 娶 回 蝼 2 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 08 59 0 一O ．0 7 4 m m 含量，％ 图2 磨矿细度对磷精矿铁品位和铁回收率的影响 磨矿细度提高，磷精矿P 2 0 ，品位逐渐减低， 磷精矿P 2 0 ，回收率先明显提高后趋缓再上升。在 粗选条件下，磨矿细度控制在一7 4 斗m 粒级占5 0 ％ 左右，8 5 ％左右的磷灰石能得到回收，说明绝大部 分磷灰石嵌布粒度较粗，粗磨即能达到比较好的浮 选效果；磨得过细，泥含量增加，浮选环境恶化， 不仅磷精矿P 2 0 ，品位减低，且磷精矿P O ，回收率 也未见明显提高。 磷精矿中铁含量的高低直接决定了后续湿法磷 酸工艺中硫酸的消耗量的大小；磷精矿中铁含量越 高，硫酸消耗量越大，湿法磷酸成本越高，因此， 从该磷铁矿中正浮选收磷灰石，要尽量减少含铁矿 物的上浮。图2 显示，磨矿细度提高，磷精矿中铁 品位和回收率均呈上升趋势，说明粗磨条件下浮选 磷灰石更有利于提高磷精矿的质量。 2 ．2 不同捕收剂对比试验 磨矿细度定为- 7 4 斗m 占4 8 ％，只进行一次粗选， N a 2 C 0 3 用量为1 ．0k g ／t ，水玻璃用量为1 ．7 5k g ／t ， 将B K 4 2 0 同常规的阴离子捕收剂 油酸 进行对 比，试验结果见图3 。 零 、 趔 Ⅱ暑 n q 山 1 0 0 9 0 8 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 O 堡 瓣 娶 回 q 山 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 药剂用量／ g t ’1 图3 不同捕收剂对磷精矿P 2 0 ，品位和P 2 0 ，回收率 的影响 在相同的磨矿细度和调整剂用量条件下，油酸 的捕收能力比B K 4 2 0 稍强，但是B K 4 2 0 对磷灰石 的捕收选择性明显要好于油酸；油酸钠对磷灰石的 捕收选择性要稍好于B K 4 2 0 ，但油酸钠的捕收能力 明显要弱与B K 4 2 0 。 2 ．3 温度对浮选收磷的影响 一般来讲，单一的脂肪酸类捕收剂在低温条件 下会降低其捕收效果，主要是由于低温条件下，脂 肪酸类捕收剂的分散性和溶解性出现明显降低，因 此，广大选矿科技工作者通过药剂复配和新型药剂 合成等手段对脂肪酸类药剂进行改性，并取得了些 成果，例如O T 一8 [ 4 ] 。以3 0 0 矾B K 4 2 0 作为磷捕收 剂，磨矿细度_ 7 4 恤m 占4 8 ％，N a C 0 3 用量1 ．0k g ，t ， 水玻璃用量1 ．7 5k g ／t ，考察温度对B K 4 2 0 浮选磷的 影响。试验结果见图4 。 堡 迥 Ⅱi 星 零 、 褂 擎 回 n 龟 凸_ 6 81 0 1 2 1 4 1 6 1 82 02 22 42 62 83 03 23 43 63 84 04 2 浮选温度，℃ 图4 浮选温度对磷精矿P 2 0 ，品位和P 2 0 ，回收率的 影响 ． 结果表明，当浮选矿浆温度在8 ℃左右时，粗 选磷精矿P 2 0 ，回收率在7 0 ％左右，提高浮选温度 到3 0 ℃时，粗选磷精矿P 2 0 ，回收率能上升到9 0 ％ 左右；浮选时矿浆温度提高，B K 4 2 0 对磷灰石的捕 收能力随之提高，有利于提高磷精矿P 2 0 ，回收率。 试验表明，捕收剂B K 4 2 0 表现出相当好的低 温捕收能力和低温选择性，低温高效捕收剂的应用 是企业降低成本的最佳手段之一。 2 ．4 闭路试验 试验流程图见图5 ，试验结果见表3 。 表3闭路试验结果 ／％ 闭路试验结果表明，常温条件下，在磨矿细度 为一7 4 仙m 粒级占4 8 ％时，采用捕收剂B K 4 2 0 ，经 过一次粗选、两次扫选、三次精选的闭路浮选工 艺，可使矿石中磷灰石的高效回收。闭路试验获得 磷精矿P 2 0 ，品位3 3 ％以上，磷精矿P 2 0 ，回收率 9 0 ％左右。 螂％％舛s∞踞％舛跎舳褐％似记加 如勰拍弘趁加他M M 屹m 砌∞舳加∞卯∞如加m o 万方数据 2 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 3 结论 磷精矿 图5 闭路试验流程 获得含P 2 0 ，3 3 ．1 2 ％，P 2 0 ，回收率8 9 ．6 2 ％的磷精矿。 1 承德地区某磷铁矿铁品位1 4 ．3 3 ％，另外矿 石中还含有2 ．11 ％的P 2 0 ，，含磷矿物绝大部分为氟 磷灰石，脉石矿物主要是闪石、辉石等硅酸盐矿物。 2 与传统的阴离子捕收剂 油酸 比较，用 B K 4 2 0 作磷灰石捕收剂，浮选效率较高，并表现出 相当好的低温捕收能力。 3 在常温碱性条件下，磨矿细度为一7 4 斗m 含 量占4 8 ％，以B K 4 2 0 为浮选收磷捕收剂，碳酸钠 和水玻璃联合作为调整剂，经过一次粗选、三次精 选、两次扫选，中矿顺序返回闭路浮选流程，可以 参考文献 [ 1 ] 刘建雄．我国磷矿资源分析与开发利用[ J ] ．化肥工业， 2 0 0 9 。3 6 6 2 7 3 1 ． [ 2 ] 夏学惠，魏祥松．河北丰宁招兵沟铁磷矿床地质及综合 利用前景[ J ] ．化工矿产地质，2 0 0 5 ，2 7 1 1 - 6 ． [ 3 ] 杨丽珍，魏祥松．北方低品位磷矿综合回收利用选矿研 究及应用I J ] ．化工矿产地质，2 0 0 7 ，2 7 3 2 7 3 0 ． [ 4 ] 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 ． [ 5 ] 余永富，葛英勇，潘昌林．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 8 3 3 ． 万方数据