吳柏君 張周位 徐忠發(fā) 劉 甲 張鴻鑫

（1.西南能礦集團(tuán)股份有限公司，貴州貴陽550004；2.貴州能礦織金磷化工有限公司，貴州貴陽550004；3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽550004）

我國磷礦資源豐富，但80%是中、低品位磷礦，大多屬雜質(zhì)含量高、難選的膠磷礦［1-2］，為了滿足濕法磷酸對原料的質(zhì)量要求，必須對其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的選礦富集，但由此產(chǎn)生大量尾礦。磷尾礦雖是廢棄物，也是潛在的二次資源，若能對其加以綜合利用，既能避免資源浪費(fèi)及占用耕地，同時(shí)也能降低尾礦庫產(chǎn)生的沙塵和廢水對礦山周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成污染，研究磷尾礦的綜合利用對環(huán)境污染的治理以及磷礦采選企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義［3-7］。貴州織金磷礦礦床為特大型中低品位沉積礦床，磷礦儲量占貴州總磷儲量的一半，是貴州省三大磷礦區(qū)和全國磷資源唯一未全面開發(fā)的大型磷礦資源。本試驗(yàn)針對織金磷浮選工藝尾礦進(jìn)行深入研究，探索適合該地區(qū)的磷尾礦再選工藝，為該地區(qū)磷尾礦資源綜合回收利用提供技術(shù)支撐。

1 試樣性質(zhì)

1.1 試樣多元素分析

織金某磷礦選礦廠尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

?

從表1可以看出，試樣P2O5含量達(dá)到10.09%，仍具有較大的利用價(jià)值，雜質(zhì)成分以MgO和CaO為主。因此，該試樣選別的關(guān)鍵是提磷降鎂，以達(dá)到酸法加工用磷精礦標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 試樣礦物組成分析

試樣XRD分析結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，試樣中磷主要以磷灰石形式存在，主要脈石成分為白云石，這與多元素分析結(jié)果，即試樣主要雜質(zhì)成分為MgO和CaO是一致的。

礦樣鏡下鑒定結(jié)果見圖2。

從圖2可知，試樣主要礦物為白云石，含量65%～70%，主要呈他形—半自形粒狀分布，粒度多在0.02～0.10 mm；膠磷礦含量為20%～25%，少量膠磷礦凝聚成長條形、橢圓形等砂級內(nèi)碎屑顆粒，內(nèi)碎屑粒間被膠磷礦、白云石等充填；少量石英呈他形粒狀分布，粒度在0.01～0.15 mm不等，不均勻混雜白云石分布。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

試樣為反浮選尾礦，礦物表面仍殘留有部分反浮選藥劑，因此采用反浮選工藝進(jìn)行試驗(yàn)。條件試驗(yàn)流程見圖3。

2.1 捕收劑種類試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.075 mm占96.63%，礦漿溫度為常溫（15℃），調(diào)整劑磷酸在粗選和精選時(shí)用量分別為2 000 g/t和1 000 g/t條件下，分別以油酸鈉、ZJ1、ZJ2、ZJ3（ZJ1、ZJ2、ZJ3分別取自貴州大學(xué)、云南某浮選藥劑公司、甕福集團(tuán)，3種藥劑均為脂肪酸類改性捕收劑）為捕收劑（粗選和精選時(shí)用量均為500 g/t）進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見圖4。

根據(jù)圖4可知，捕收劑ZJ1、ZJ2和油酸鈉對粗精礦P2O5品位提升效果不明顯，ZJ3則可將粗精礦P2O5品位提高至16.13%。因此，選擇ZJ3為反浮選捕收劑。

2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

在常溫，磷酸在粗選和精選時(shí)用量分別為2 000 g/t和1 000 g/t，ZJ3在粗選和精選時(shí)用量均為500 g/t條件下，考察磨礦細(xì)度（原樣細(xì)度為-0.075 mm占59.07%）對粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖5。

根據(jù)圖5可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦P2O5回收率逐漸升高，P2O5品位先升高后下降。磨礦細(xì)度增加，會產(chǎn)生機(jī)械夾帶作用導(dǎo)致精礦P2O5品位降低。機(jī)械夾帶分為以下幾種方式：細(xì)泥作用（礦泥罩蓋）、顆粒連生、泡沫夾帶和夾雜[8]。尤其是“細(xì)泥作用”，會因磨礦過細(xì)而產(chǎn)生細(xì)泥黏附在粗粒表面，對粗粒浮選起一種“抑制”作用，使粗粒可浮性降低，使浮選過程的選擇性變壞；同時(shí)磨礦過細(xì)也會增強(qiáng)泡沫夾帶作用。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%。

2.3 礦漿溫度試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%，磷酸在粗選和精選時(shí)用量分別為2 000 g/t和1 000 g/t，ZJ3在粗選和精選時(shí)用量均為500 g/t條件下，考察礦漿溫度對粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果見表2。

?

表2表明，在低溫時(shí)粗精礦P2O5品位較低，回收率較高，而溫度高于20℃后，P2O5品位較高，回收率較低，且受溫度影響較小?？紤]到磷精礦產(chǎn)品P2O5品位需達(dá)到30%以上，因此本試驗(yàn)不考慮低溫試驗(yàn)，后續(xù)試驗(yàn)在常溫條件下進(jìn)行。

2.4 ZJ3用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%，礦漿溫度為常溫，磷酸在粗選和精選時(shí)用量分別為2 000 g/t和1 000 g/t條件下，考察粗選ZJ3用量（精選和粗選用量相同）對粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖6。

圖6表明，隨著ZJ3用量的增加，粗精礦P2O5品位逐漸升高，回收率逐漸下降，當(dāng)ZJ3用量增至500 g/t時(shí)，粗精礦P2O5品位隨ZJ3用量增加提高幅度減小，而回收率下降仍十分明顯。因此，選擇ZJ3用量為500 g/t。

2.5 磷酸用量試驗(yàn)

試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)，粗選精礦產(chǎn)率較低，且產(chǎn)率變化不大，而精選產(chǎn)率較高，因此固定磷酸粗選用量為2 000 g/t，僅考察磷酸精選用量對粗精礦指標(biāo)的影響。固定磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%，礦漿溫度為常溫，ZJ3在粗選和精選時(shí)用量均為500 g/t，進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見圖7。

由圖7可知，隨著磷酸用量的增加，粗精礦P2O5品位先升高后下降，而回收率則先下降后升高，綜合考慮，選擇磷酸用量為2 000 g/t。

2.6 閉路流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了1粗2精的閉路浮選試驗(yàn)。粗選尾礦磷品位和第1次精選尾礦磷品位均遠(yuǎn)低于原礦品位，且產(chǎn)率較高，因此直接拋掉，而第2次精選尾礦磷品位高于原礦磷品位，將第2次精選尾礦返回第1次精選進(jìn)行閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖8，結(jié)果見表3。

?

3 結(jié)論

（1）織金某磷尾礦P2O5品位為10.09%，磷主要以磷灰石形態(tài)存在，主要脈石礦物為白云石，白云石粒度細(xì)小，主要呈他形粒狀分布。

（2）條件試驗(yàn)確定了最佳浮選工藝流程和藥劑制度：在磨礦細(xì)度為-0.075 mm占73.64%條件下，以磷酸為調(diào)整劑，ZJ3為捕收劑，采用1次粗選2次精選的閉路浮選流程，可以獲得P2O5品位為32.14%、回收率為48.29%的磷精礦。

［1］ 張?zhí)K江，夏浩東，唐文龍，等.中國磷礦資源現(xiàn)狀分析及可持續(xù)發(fā)展建議［J］.中國礦業(yè)，2014（s）:8-13.Zhang Sujiang，Xia Haodong，Tang Wenlong，et al.Present situation analysis of phosphate mineral resources in China and suggestions for sustainable development［J］.China Mining Magazine，2014（s）:8-13.

［2］ 李 維，高 輝，羅英杰，等.國內(nèi)外磷礦資源利用現(xiàn)狀、趨勢分析及對策建議［J］.中國礦業(yè)，2015（6）:6-10.Li Wei，Gao Hui，Luo Yingjie，et al.Utilization status and trend analysis and countermeasures of phosphate mineral resources at home and abroad［J］.China Mining Magazine，2015（6）:6-10.

［3］ 黃小芬，張 覃，卯 松，等.織金中低品位磷礦石浮選尾礦性質(zhì)研究［J］.化工礦物與加工，2010，39（11）:20-22.Huang Xiaofen，Zhang Qin，Mao Song，et al.Study on floatation tailings of Zhijin middle-low grade phosphate rock［J］.Industrial Minerals&Processing，2010，39（11）:20-22.

［4］ 楊舒然.浮選磷礦尾礦再選試驗(yàn)探索［J］.云南化工，2015（1）:15-17.Yang Shuran.Exploration of phosphate tailings flotation test［J］.Yunnan Chemical Technology，2015（1）:15-17.

［5］ 劉安榮，聶登攀，張 覃，等.貴州某磷尾礦再選試驗(yàn)研究［J］.金屬礦山，2012（2）:157-158.Liu Anrong，Nie Dengpan，Zhang Qin，et al.An experimental study on phosphorus tailings in Guizhou［J］.Metal Mine，2012（2）:157-158.

［6］Oliveira M S，Santana R C，Ataíde C H，et al.Recovery of apatite from flotation tailings［J］.Separation&Purification Technology，2011，79（1）:79-84.

［7］Gallala W ，Herchia F，Alia I B，et al.Beneficiation of phosphate solid coarse waste from Redayef（Gafsa Mining Basin）by grinding and flotation techniques［J］.Procedia Engineering，2016（3）:85-94.

［8］Kirjavainen V M.Review and analysis of factors controlling the mechanical flotation of gangue minerals［J］.International Journal of Mineral Processing，1996，46（1/2）:21-34.