磷矿的选矿.PDF

l 】一掩 矿产综合利用1 9 9 7 No ． 6 磷 逸 下 9 7 | 昆 明 理工 大 学 杨 敖 _ __一 云 南 省磷 业 公 司 杨利萍 _ __一 [ 摘要] 我国磷矿石储量大 ， 居世界第四位t 但富矿少、 贫矿多t 品位普遍偏低， 所以要加强低品 位矿石的处理。本文对磷矿石的选别作了详尽的阐述， 介绍了处理磷矿石的选别方法 浮选法 、 磁 电 选矿法， 重选法、 焙烧消化法、 光电拣选技术、 化学选矿法等， 还讨论了涉及这些工艺的新药剂、 新方法和可以获得的选别指标。 糊 登 型 我国是 l 2 亿人口的农业大国， 但耕地多 而肥料不足， 缺磷少钾十分突出； 另一方面我 国又有着极其丰富的磷矿资源， 储量仅次于 摩洛哥、 美国和原苏联， 居世界第四位， 所以 加速磷矿资源的开发 适应工农业发展的需 要， 是件迫在居睫之事。 虽然我国磷矿储量大， 但是富矿少， 贫矿 多， 8 O 以上是中低品位的胶磷矿， 且含有害 杂质较多， P 。 O 的含量平均在 1 7 左右， 而 F e 2 O 、 Mg O、 A 1t O 一般含量在 4 一5 以 上， 说明原矿石不能直接利用。 需进行选矿， 而胶磷矿是难选矿种之一。 国内外对不同类型的磷矿石都进行了广 泛的研究， 有些工艺流程和药剂已应用于工 业生产过程之中， 现将常见磷矿的选矿方法 综述于后。 1 浮选法 磷矿的浮选分为直接浮选和反浮选两种 处理的方法 。 直接浮选法 此方法成功的关键是选择 好优良的捕收剂和脉石矿物的抑制剂， 其次 是选择好磷矿物的活化剂。 收辅 日期 1 9 9 7 0 8 2 6 。 ， 甄 7 该工艺在国外较普遍地应用于选别各类 磷矿石， 包括处理硅质和硅钙质磷矿 ， 以及含 钙镁质磷矿 在我国也有不少成功的经验， 例 如江苏锦屏磷矿选厂是较为典型的例子。 国外研制的新药剂 K T M 羧酸酰胺衍 生物 ， 可提高磷灰石的选择性， 并可在完全 利用回水的条件下有效地浮选磷灰石 选择 性较高的双官能团的雕胺酸和醚酸能从含 P 2 O 5 4 ．5 一l 0 的 原 矿 中 选 出 含 P z O 5 3 0 --5 0 的磷精矿， 回收率达 8 0 。 用另一种多官能团捕收荆 A A K N 一酰化氨 基酸 能获得含 P O 3 9 ． 4 2 的磷精矿， 回收 率达9 2 ． 3 8 。 此外A A K能使磷灰石颗粒产 生絮凝作用， 使浓密机中P 。 O 的损失由 4 降到 1 ， ， 使过滤机的生产率提高 1 5 一 2 6 在应用 0 o 7 ． 9型捕收剂时， 能获得 含 3 7 ． 4 P 2 O 及含 1 _ 1 一O ． 9 6 Mg O的 磷精矿， P z O s 的回收率在 7 5 以上。采用非 离子型表面活性剂如低羧乙基化脂肪醇， 羧 酸链烷醇胺等可提高浮选过程的选择性， 提 高 P z O s 的 回收 率， 使 捕 收荆 用 量降低 2 O 一 2 5 。 芬兰使用两性捕收剂烷基一N一甲基甘 1 3 维普资讯 氨酸， 从方解石、 云母中浮出磷灰石， 对含 P O。 4 oA和 Mg OI 4 ． 7 的原矿 ， 经三次精选， 可获得含 P O 3 5 、 Mg 1 ． 6 ％的精 矿 ， 药剂 用量为 3 2 ． 5 g ／ t 。巴西专利指出， 在含碳酸盐 的低品位磷矿浮选中， 使用苯酚聚合物 ， 特别 是酚一醚聚合物作为碳酸盐矿物的抑制剂 ， 可提高矿物的选择性和回收率。如处理含磷 灰石 6 ． 9 ％、 碳酸盐矿物 3 0 ． 8 ％的原矿时， 加 入水溶性的酚一醛树脂 i 2 5 g ／ t ． 起泡剂三乙 氧基丁烷 1 0 g ／ t ， 塔 尔油脂肪酸 5 0 g ／ t ， 即可 得含 P 。 O 3 5 ． 9 ， 回收率为 6 0 ． 6 的精矿 印度某矿床， 大部分含 P 。 O i 0 一2 0 ， 如 以油酸作捕收剂 ． 能实现从磷块岩中选择性 浮选分离白云石的工艺。 我国锦屏磷矿选厂选用的流程是典型的 直接浮选工艺， 原先这种工艺主要用于选别 硅质磷灰石和磷灰石； 近年来不断研究出 L 型和 s型高效抑制剂， 能成功地对含磷酸盐 较高的沉积变质型磷灰岩获得良好的浮选效 果 。 沉积型硅钙质磷块岩是世界公认的最难 选的磷块岩矿石， 在我国研制成功“ s ” 型， “ w” 型系列抑制剂， “ P ” 型， “ H” 型捕收剂， 用 于直接浮选工艺后． 使磷块岩类矿石选矿有 较大的进展， 湖北王集矿原矿含 P 。 O I 5 ． Mg O 5 ％ 一6 ． 采用S型抑制剂后． 可获得 含 P O 3 0 ． Mg O 2 ． 5 的精矿 ， 实收率可选 8 0 ， 硅酸盐和磷酸盐排除率可达 8 0 。 我国继 s系列抑制剂后， 叉先后研制成 功碱化酚焦油， F系列和 I 系列抑制剂， 使我 国沉积型中低品位钙质磷块岩矿石的直接浮 选前进了一大步． 湖北王集磷矿的建成并投 入生产就是一倒． 它是世界上第一座磷块岩 的浮选厂 除上述直接浮选工艺外， 磷矿石选矿中 还经常使用反浮选工艺。 磷矿的反浮选工艺， 主要用于磷矿石和 白云石的分离， 常在弱酸性介质中用脂肪酸 作捕收剂， 将白云石浮起， 槽中产物是磷矿 】 4 物。使用该法． 白云岩的排出率一般可达 7 o 一8 0 ％． 白云岩的排出率和损失率达 6 1 0 I ， 该工艺在贵I州瓮福磷矿采用 为了强化反浮选工艺， 国外也在深入研 究浮选药剂． 特别是对调整剂进行研究。 含有羟基和羧基官能团的聚丙烯酰胺类 聚合物， 在磷矿石除硅用作阳离子反浮选的 调整剂， 用量 Z 0 g ／ t ， 胺类捕收剂 5 0 0 g ／ t ， 可 从含 P 2 O 2 6 ． 9 5 的原矿中获得 P 2 O 3 3 ． 9 的磷精矿， 回收率达 9 7 ％， 若不加调整剂， 其 回收率只有 8 7 。巴西使用磷酸和塔尔油， 进行浮选， 能有效地分离磷灰石和方解石， 可 获含 P O 3 2 ． 7 的精矿， 回收率 8 5 ． 7 。美 国佛罗里达矿选厂开发了优先浮出碳酸盐的 浮选工艺 ． p H为 4 6 ， 硫酸用量 4 0 0 g ／ t 。油 酸和松油分三次添加， 每次添加油酸 5 0 0 g ／ t ， 松油 1 0 0 g ／ t ， 碳酸盐浮出后， 槽中产物再进 行磷酸盐浮选 ， 条件是添加 5 0 0 g J t 硅酸钠． 浮出磷精矿 I ， 再添加 2 5 0 g ／ t 油酸， 浮出精 矿 l， 而精矿 合并再选后 ． 获含 P O； 3 1 ， Mg O0 ． 7 ％--0 ． 8 ％的最终精矿． P O 的 回收 率为 8 5 在佛罗里达选厂， 用 Na C I 作抑制 剂， 除镁率可达8 5 ， 用C u 作活化剂， 白云 石脱出率可达 9 2 ， S i O 脱除率达 9 8 在磷矿的浮选厂， 一般用浮选机浮选， 但 现有用浮选桂代替浮选机的趋势。浮选肄县 有投资少、 能耗低、 修理方便、 操作简单等仉 点。 2 电磁选矿法 对于含弱磁性氧化铁韵磷矿石， 常用多 梯度分选的联合选矿工艺处理。前苏联用磁 选法分离出含 P O 3 5 一3 7 的精矿。 英国 研究了优先磁化层工艺， 系在含有多种矿物 的矿浆中加入细粒磁性物料， 使之优先吸附 在某种矿物上， 用磁选机分离出磁化和未磁 化物料。为了提高效果还可以加入某种表面 活性剂。日 本研制出分选低品位磷矿石的旋 转带电式静电分选机， 其基本原理是矿物能 维普资讯 选择性带电， 用此法对阿尔及利亚、 印度、 意 大利和突尼斯的矿样进行了试验 ． 均获得 良 好的指标。 3 重选法 这里所述的重选 ． 指的是作为一种预选 手段的重介质分选法． 按矿物间或矿物与咏 石问比重差异而将它们分开。此种方法具有 能耗低。 效率高． 环境污染少的特点。美国佛 罗里达南部的白云质磷灰石， 国际矿业公司 用戴纳威尔槽对咏石进行重介质预选， 以除 去富含白云岩的轻质部分 ， 大 比重部分经再 磨与原矿中的粉矿一起进行浮选。前苏联已 有一座年处理 2 5 0万 t 原矿的重介质一浮选 联 合选矿厂在生产 原矿破碎到一7 0 mm， 分 成三种粒级． 粗粒级用园筒型重介质选 矿机 分 选． 从 含 P O 2 1 ． 5 的原 矿． 选 别 出 含 P 。 O 2 8 一2 9 的精矿 ； 中粒级用重介质旋 流器分选． 其精矿与细粒级浮选精矿合并， P O 含量为 2 4 一2 5 ， 可作为制取磷酸的 原料， 介质以磁铁矿和硅铁混合使用。 粒度为 0 ． 1 mm。 介质比重波动范国为 0 ． I g ／ c m 。 。 我 国对此也作了大量的研究， 在湖北保康磷矿 用重介质旋流器进行了分选， 一粗一精流程， 粗 选分离 比重为2 ． 8 6 5 ． 精选分 离比重为 2 ． 9 2 3． 可从 含P O 为 2 1 ． 3 6 ． Mg O为 4 ．8 6 的 原 矿 分 选 出 含 P O 3 2 ．2 5 ． Mg O1 ． 6 6 的精矿 ． 回收率为 7 5 。由英 国 沃伦斯普林实验室采用三流重介质分选机选 别湖北宜 昌矿 ， 结果为原矿含 P O 2 2 ． 2 4 ． Mg O 3 ． 3 8 ， 精 矿 含P 2 Os 3 3 ． 9 ， Mg O 1 ． 3 5 ， 回收率为 8 5 ． 5 。 另外． 贵州开阳磷矿也作了类似的试验。 4 焙烧消化工艺 焙烧消化流程． 通常是在 9 0 0 C 时焙烧 含碳酸盐型磷矿。碳酸盐矿物在高温下热分 解。 放出C O ． 然后加水消化使C a O、 Mg O水 化 ． 成为细粒状的 C a O H 和 Mg OH ． 利 用脱泥、 分级作业脱除钙 、 镁的氢氧化物 ． 使 磷矿物富集。 该工艺在选别陕西何家岩矿、 贵州瓮福 矿、 大塘矿中均获得较好的结果。 瓮福磷矿扩 大 试验 结果 ， 能把 含P O 2 9 ． 3 1 ． Mg O 4 ． 4 的原矿， 经焙烧 、 消化、 脱除杂质后得含 P O 3 7 ． 4 3 ． Mg O1 ． 2 7 ， 回收 率 为 8 6 ． 8 9 的磷精矿。Mg O的排除率为7 2 ． I 该流程虽然有消耗大量热能的弱点， 但 也有可取之处． 埃及等国在工业上大量推广 应用。 前苏联卡拉套科克章矿采用过重选一焙 烧消化联合流程l 克孜耳库姆磷块岩， 碎解后 采用重选分离， 使矿石中P O 含量提高到 6 9 一7 9 。再焙烧使 C O 含量从 l 0 一 I 2 降至 I --1 ． 5 。钙质磷矿经消化后， 有些国家使用 NH。 C I 和 N a C I 溶液来消除过 量的C a O H 。 ， 这种溶液可使 C a O H 的 溶解度增加 3 倍左右。如果用糖溶液代替上 述溶液， C a O H 的溶解度可增加 1 0 0 倍左 右。 对土耳其低品位磷块岩的试验表明， 若在 8 7 0 ℃时煅烧 l _ 5 h ， 并且使用糖溶液后， 再去 掉细粒， 则可获得含 P O 为 3 4 ． 5 。 回收率 为 7 8 的精矿产品， 在该过程结束时， 借助 通入 C O 气体， 可使糖溶液再生． 并可得到 9 9 ． 6 9 的粉状 C a C O 。 5 擦冼脱泥工艺 此种工艺是将磷矿石经过加水擦洗或者 磨削后 ． 除去泥质． 使磷矿物相对富集。由于 工作原理简单 ， 设 备易于制造． 操作方便． 故 常应用于处理已被风化的碳酸盐型磷矿， 矿 石疏松易碎． 易于处理。云南海口磷矿， 以及 滇池地区的低镁风化磷矿均用此法处理。海 口磷矿将含 P O 2 7 ． 5 的原矿， 经擦洗后， 可 获 含 P 2 Os 3 I ．9 6 一3 2 ，回 收 率 为 7 7 一8 0 的磷精矿。 6 光电 拣选技术 光电镶选是利用矿石问或棘石与矿物间 1 5- 维普资讯 的色差进行分选， 其作用是代替手选抛废 美国西部圣波 罗公司最早选用了丽台 M1 6 型光电拣选机进行磷矿石的拣选， 目的 是从磷矿石中预先拣出大块白云石。我国对 开阳磷矿进行过拣选试验， 获得一定的效果。 当原矿 含 P oj 3 l ， Mg 03 ％时 ， 可获得含 P 2 O 3 4 ， Mg O1 ． 4 9 ， 回收率 8 5 的精矿。 拣选粒度为6 3 5 m m。 7 化学选矿 化学选矿是应用化学方法 降低杂质含 量， 提高有用矿物纯度的一种选矿方法。 对磷 矿来说． 则是降低精矿中Mg O的含量， 提高 P O 的含量。 除去杂质的途径是用浸出的方 法， 浸出剂可用氯化铵、 硫酸或二氧化硫等， 其中常用的是硫酸。 湖北大峪E l 磷矿用硫酸处理浮选精矿， 能 把 含 P O 3 2 ． 8 3 精 矿 中 的 Mg O从 1 ． 9 降到 0 ． 3 9 ， 回收率为 9 9 ． 2 5 对于低品位难处理的磷矿石， 澳大利亚 和新西兰作了大量的研究， 发现了多种加工 方法。这些方法的特点是结合矿石性质和当 地的资源情况， 把低品位磷矿加工成磷酸、 磷 肥或综合利用矿石中其他的共生矿物 ， 直接 从矿山输出成品， 降低运输成本， 提高经济效 益， 如用 a 一 羟基磺酸选择性地浸溶矿石 2 5 h后， 就有 9 5 的磷矿被浸出。 参考文献 略 M I NERAL PR0CES S I NG OF P HoS P HATE 0RE Ya n gAo Ku n mi n g Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ， 6 5 0 0 9 3 Ya n g Li p i n g Yu n n a n P r o v i n c e P h o s p h o r u s I n d u s t r y C o mp a n y ， 6 5 0 0 4 1 Ab s t r a c t P h o s p h a t e o r e r e s e r v e s i n Ch i n a， wh i c h i s t h e 4 t h i n t h e wo r l d， a r e t r e me n d o u s b u t o f l o w g r a d e ． F h e r e f o r e ， p r e c o n c e n t r a t i n g i s n e c e s s a r y ． On t h e b a s i s o t t h e l a t e s t r e s e a r c h a n d d a t a a b o u t p h o s p h a t e o r e p r o c e s s i n g a t h o me a n d a b r o a d， t h i s p a p e r s u mma r i z e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f p h o s p h a t e o r e s i n Ch i a a a n d s e v e r a l a p p l i e a b l e p h o s p h a t e o r e c o n c e n t r a t i n g me t h o d s ． Ke y wo r d s Ph o s p h a t e o r e ， F l o t a t i o n ， Re c o v e r y， C h e mi c a l p r o c e s s i n g o f o r e ， Gr a d e 欢迎订阅 Ⅱ 1 9 9 8 年 矿产保护与利用 矿产保护与利用 是由地矿部矿产开发管理局、 地矿部郑州矿产综合利用研究所、 中国选 矿科技信息网和中国地质矿产信息研究院联合主办的综合性技术刊物 重点报道国家矿产资 源保护和开发管理及综合利用的方针、 政策； 矿产资源形势及战略分析； 非金属矿产的富集分 离、 超细粉碎、 改性、 深加工产品开发应用； 金属矿的选冶新工艺、 新设备、 新药剂； 多金属矿 特 别是含稀贵金属矿 的综合利用， 采选尾矿、 工业废料等二次资源的再利用； 国外矿产开发利用 状况； 国内外矿产品市场行情、 报刊文摘、 会议消息等。另外， 本刊还办理广告、 信息咨询、 资料 复印业务。g 矿产保护与利用 为双月刊， 逢双月2 0日 出版， 每年6 期， 每期定价 3 ． 0 0 元． 全年 l 8 ． ∞ 元 。 凡订阅者， 未收到订 单也可向 编辑部径行汇款订阅。 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