張 鑫，孫 堃

（1.新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，湖北荊門 448100；2.荊門新洋豐中磷肥業(yè)有限公司，湖北荊門 448100）

目前，我國磷石膏年產(chǎn)量約7 000萬t，占工業(yè)副產(chǎn)磷石膏70%以上[1]，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。2019年4月中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《長江“三磷”專項排查整治行動實施方案》[2]，其中將磷石膏庫作為整治重點工作之一。磷石膏庫含有大量廢水，其含有一定的磷酸根離子、硫酸根離子，呈酸性。如果采用廢水處理，將消耗大量的人力、物力和財力。若采取回收技術(shù)可以在很大程度上節(jié)約水資源，并有效減少排污量，其能全面提高經(jīng)濟和環(huán)境效益[3]。

將磷石膏庫廢水澄清后代替生產(chǎn)過程中部分新鮮水[4]，作為磷礦反浮選生產(chǎn)抑制劑和補充水，可有效實現(xiàn)廢水無害化、資源化綜合利用，為磷石膏庫廢水用于磷礦反浮選工藝提供理論指導(dǎo)。

1 實驗準(zhǔn)備與方法

1.1 實驗樣品

試驗樣品采用的是湖北省鐘祥市某公司磷礦石，生產(chǎn)用水和磷石膏庫廢水（以下簡稱“廢水”）基本性質(zhì)如表1所示。

表1 實驗用水的基本性質(zhì)

磷礦石：品位（α）P2O523.0%；MgO 5.2%；硫酸濃度10.0%；磷酸濃度20.0%。

1.2 實驗儀器

球磨機，單槽浮選機，烘箱，pH計，量筒，移液管，燒杯若干，電子秤等。

1.3 實驗方法

（1）磷礦石破碎至1~3mm備用；廢水2 000mL分別靜至后待用，配制100mL捕收劑2.5%備用，實驗條件如表2所示。

表2 實驗條件

（2）取250g礦樣，加125mL水進行研磨后，轉(zhuǎn)至浮選槽中，將pH調(diào)整至5.0；啟動浮選機攪拌3min，加入反捕收劑攪拌3min，加入抑制劑攪拌3min后開始進行浮選，計時3min結(jié)束后，將精礦和尾礦分別進行化驗，分析精礦（β）和尾礦（θ），分別計算精礦產(chǎn)率（Wn）和磷回收率（Qn）。

2 結(jié)果及分析

2.1 廢水作為抑制劑對比實驗

將廢水作為抑制劑，分別按1.0%、2.0%、4.0%和6.0%添加比例進行浮選，對比磷酸作為抑制劑浮選指標(biāo)，結(jié)果如表3所示。

表3 廢水作為抑制劑對比實驗

實驗表明：隨著廢水使用比例不斷增加，精礦P2O5逐漸下降，MgO逐步上升，尾礦P2O5逐步下降。當(dāng)添加比例2.0%，精礦P2O529.95%，MgO 1.18%，尾礦P2O512.65%，與使用磷酸添加比例0.5%時，精礦P2O530.25%，MgO 1.09%，尾礦P2O512.85%的指標(biāo)基本一致，說明廢水可作抑制劑使用。同時論證了磷酸根離子作為定位離子在磷礦表面上牢固吸附，妨礙了捕收劑脂肪酸根離子同磷礦無表面的作用，使得磷礦物的上浮率隨磷酸用量增加而迅速下降[5]的理論。

2.2 廢水作為調(diào)整劑的對比實驗

將廢水作為調(diào)整劑，按生產(chǎn)用水10%混配與硫酸作為調(diào)整劑進行對比實驗，結(jié)果如表4所示。

表4 廢水作為調(diào)整劑的對比試驗

試驗表明：廢水作為調(diào)整劑按生產(chǎn)用水10%比例進行混配，廢水按0.5%進行添加時精礦P2O529.65%，MgO 1.32%，尾礦P2O512.25%，與硫酸作為調(diào)整劑，廢水按4.0%進行添加時精礦P2O529.25%，MgO 1.55%，尾礦P2O511.89%指標(biāo)相近，說明磷石膏庫廢水與生產(chǎn)用水進行混配可用于浮選。

廢水按生產(chǎn)用水的10%混配后，同時作為抑制劑添加2.0%時，精礦P2O5下降至27.92%，MgO上升至1.98%，尾礦P2O5下降9.78%，表明磷石膏庫廢水使用過量，磷酸鹽富集，抑制磷礦上浮。同時，論證了在浮選槽中存在的硫酸根離子、磷酸根離子，它們在磷酸鹽與碳酸鹽脈石礦物反浮選分離中的作用主要有：選擇性抑制磷酸鹽、調(diào)整pH、活化碳酸性礦物[6]。

2.3 廢水浮選指標(biāo)對比

分別將廢水作為調(diào)整劑和抑制劑，與硫酸作為浮選pH調(diào)整劑，磷酸作為抑制劑進行對比實驗，結(jié)果如表5所示。

表5 廢水浮選經(jīng)濟指標(biāo)對比

實驗表明：廢水混配pH5.0，進行反浮選，浮選尾礦P2O512.25%，10.69%分別較硫酸混酸浮選尾礦P2O512.85%，11.05%低0.60%和0.36%；精礦P2O529.65%，28.65%分別較硫酸混酸精礦P2O530.25%，28.85%下降0.70%和0.20%；同時，精礦產(chǎn)率和磷回收率平均較硫酸混酸上升2.25%和1.89%。在精礦指標(biāo)滿足生產(chǎn)需求的條件下，磷石膏庫廢水綜合利用于磷礦反浮選。

3 結(jié)束語

1）當(dāng)磷石膏庫廢水添加比例2.0%時，浮選精礦P2O529.95%，MgO 1.18%，尾礦P2O512.65%，與使用磷酸添加比例0.5%時，浮選指標(biāo)基本一致，證明磷石膏庫廢水可作為抑制劑使用。

2）磷石膏庫廢水作為調(diào)整進行浮選試驗，浮選精礦P2O529.65%，MgO 1.32%，尾礦P2O512.25%，與硫酸作為調(diào)整劑浮選指標(biāo)相近，說明磷石膏庫廢水與生產(chǎn)用水進行混配可用于浮選。

3）磷石膏庫廢水作為調(diào)整劑進行浮選，浮選尾礦較硫酸混酸浮選尾礦低；精礦P2O529.65%，28.65%分別較硫酸混酸精礦下降；同時，精礦產(chǎn)率和磷回收率平均較硫酸混酸上升。在精礦滿足生產(chǎn)要求的條件下，磷石膏庫廢水可無害化、資源化利用于磷礦反浮選。

磷化工與選礦廠若利用區(qū)域優(yōu)勢，將磷石膏庫廢水應(yīng)用后，選礦流程運行穩(wěn)定，工藝指標(biāo)較好，節(jié)省大量的硫酸、磷酸和生產(chǎn)用水，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益，可實現(xiàn)磷化工和磷礦選礦技術(shù)相結(jié)合。