楊穩(wěn)權(quán)，張 華，何海濤，蔡忠俊，楊明芳

（1.云南磷化集團(tuán)有限公司 研發(fā)中心，云南 昆明 650600；2.國(guó)家磷資源開(kāi)發(fā)利用工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650600）

云南是磷資源大省，磷資源主要聚集在滇池周邊區(qū)域［1］。由于開(kāi)采、加工、運(yùn)輸?shù)葪l件較好，云南省中低品位膠磷礦浮選技術(shù)總體趨于成熟，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較好，但都以反浮選脫除白云石等碳酸鹽礦物富集磷精礦為主，浮選工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，一般為一次粗選一次精選一次掃選流程［2］。筆者根據(jù)云南某碳質(zhì)膠磷礦性質(zhì)，深度優(yōu)化浮選工藝流程，有效脫除磷精礦中白云石礦物，降低浮選尾礦品位，為同類(lèi)礦石的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供依據(jù)。

1 磷礦石性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)磷礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 磷礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

由表1 可知，實(shí)驗(yàn)磷礦樣中w（CaO）/w（P2O5）為1.56，屬于碳酸鹽型磷塊巖［3］。磷礦樣呈黑灰色，w（無(wú)機(jī)碳）為0.86%，為碳質(zhì)膠磷礦。碳的天然可浮性好，在浮選過(guò)程中細(xì)粒級(jí)碳質(zhì)礦物吸附在有用礦物和脈石礦物上，降低了礦石的分選性［4］。

2 浮選工藝流程探索

2.1 一次反浮選粗選工藝流程

在磨礦細(xì)度≤0.075 mm顆粒占比76.91%、抑制劑硫酸用量16 kg/t、捕收劑NECP用量1.4 kg/t條件下進(jìn)行一次反浮選粗選實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。收劑用量下不能將精礦中w（MgO）降至1.5%以下。

表2 一次反浮選粗選實(shí)驗(yàn)結(jié)果 %

2.2 預(yù)先脫碳-反浮選脫鎂工藝流程

為降低碳質(zhì)脈石礦物的影響，探索預(yù)先脫碳-反浮選脫鎂工藝流程，實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

圖1 預(yù)先脫碳-反浮選脫鎂工藝流程

2.2.1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

在反浮選脫碳捕收劑2#油用量100 g/t，反浮選脫鎂硫酸用量16 kg/t、捕收劑NECP用量1 kg/t條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖2 可以看出，隨著≤0.075 mm 顆粒占比增加，精礦w（P2O5）和P2O5回收率增長(zhǎng)緩慢。綜合考慮磨礦能耗［5］，確定磨礦細(xì)度為≤0.075 mm顆粒占比68.21%。

圖2 磨礦細(xì)度對(duì)精礦w（P2O5）及P2O5回收率的影響

2.2.2 脫碳捕收劑用量實(shí)驗(yàn)

在磨礦細(xì)度≤0.075 mm顆粒占比68.21%，反浮選脫鎂硫酸用量16 kg/t、捕收劑NECP用量1 kg/t條件下進(jìn)行脫碳捕收劑用量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 脫碳捕收劑2#油用量對(duì)精礦w（P2O5）、w（MgO）的影響

由圖3 可知，隨著脫碳捕收劑2#油用量增加，精礦w（P2O5）呈先增大后減小的趨勢(shì)，w（MgO）呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。當(dāng)2#油用量為100 g/t時(shí)，精礦w（P2O5）最高（31.33%），w（MgO）最低（1.28%），所以確定脫碳捕收劑2#油用量為100 g/t。

2.3 脫碳尾礦分級(jí)拋尾

經(jīng)過(guò)預(yù)先脫碳-反浮選脫鎂工藝后，精礦中w（MgO）可降至1.2%左右，脫碳尾礦中w（P2O5）約19%，且含有大量細(xì)粒級(jí)碳質(zhì)脈石礦物。對(duì)脫碳尾礦進(jìn)行全粒級(jí)篩分分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 脫碳尾礦全粒級(jí)篩分分析結(jié)果

從表3來(lái)看，隨著脫碳尾礦粒度變細(xì)，w（P2O5）呈降低趨勢(shì)，w（無(wú)機(jī)碳）呈增大趨勢(shì)?！?.025 mm細(xì)粒級(jí)無(wú)機(jī)碳富集明顯，實(shí)驗(yàn)室采用篩分的方法拋掉此部分尾礦以降低其對(duì)掃選的影響，工業(yè)上可用旋流器進(jìn)行分級(jí)拋除［6］。

2.4 尾礦掃選實(shí)驗(yàn)

預(yù)先脫碳尾礦拋掉≤0.025 mm 細(xì)粒級(jí)碳質(zhì)脈石礦物后w（P2O5）約24%，脫鎂尾礦2w（P2O5）約14%，為了回收該部分有用礦物，可將脫鎂尾礦再磨后和脫碳尾礦粗粒級(jí)合并進(jìn)行掃選。優(yōu)化后的工藝流程見(jiàn)圖4，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖4 尾礦掃選工藝流程

表4 尾礦掃選實(shí)驗(yàn)結(jié)果 %

2.5 閉路實(shí)驗(yàn)

在圖4 開(kāi)路流程基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路實(shí)驗(yàn)，中礦w（P2O5）為26.53%，可以與精礦合并，Ⅱ次掃選后的尾礦3可以返回至Ⅰ次掃選，最終閉路實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖5，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表5。

圖5 閉路浮選工藝流程

表5 閉路浮選工藝浮選結(jié)果 %

從閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，通過(guò)預(yù)先脫碳細(xì)粒級(jí)拋尾-反浮選脫鎂-尾礦掃選的閉路流程，可以獲得精礦w（P2O5）為30.33%、w（MgO）為1.36%、產(chǎn)率為68.39%，P2O5回收率為89.08%，脫鎂率為81.65%，總尾礦w（P2O5）為8.04%的選礦指標(biāo)。

3 結(jié)論

云南某碳質(zhì)膠磷礦，采用常規(guī)反浮選工藝流程脫除白云石礦物富集磷精礦，無(wú)法有效脫除精礦中MgO。根據(jù)礦石性質(zhì)，采用預(yù)先脫碳細(xì)粒級(jí)拋尾-反浮選脫鎂-尾礦掃選的閉路工藝流程，獲得w（P2O5）為30.33%、w（MgO）為1.36%的磷精礦，精礦產(chǎn)率為68.39%，P2O5回收率為89.08%，實(shí)現(xiàn)了碳質(zhì)膠磷礦中有用磷礦物的高效富集與回收。