《武汉工程大学学报》  2011年03期 53-55   出版日期：2011-03-31   ISSN:1674-2869   CN:42-1779/TQ
辽宁某磁选尾矿回收磷灰石浮选试验


0引言辽宁某磁铁矿山采用单一磁选方法回收磁铁矿,但由于矿石中除主要有用矿物磁铁矿外,还拌生有一定量的磷灰石矿,故经磁选回收目的矿物后,尾矿中还含约4%的五氧化二磷.这样不仅造成资源浪费,而且制约了矿山的可持续发展.为了提高选厂经济效益,充分利用国家矿产资源,对该磁选尾矿进行回收磷灰石进行试验研究.1试验样品性质试验样品为磁选后的尾矿.非金属矿物有磷灰石、角闪石、斜长石、橄榄石、钾长石、石英等.金属矿物有磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿等.其主要组分组成见表1.对原料进行筛分分析,粒度特性分析结果见表2.表1试验样品多元素分析结果
Table 1Analysis results of multielements of ore
项目P2O5MgOSiO2TFeAl2O3CaOA.I.CO2w/%4.213.6637.215.636.8410.8661.340.41项目MnOK2OFClCu烧失量TiO2Cr2O3w/%0.010.890.17_0.0110.350.610.07表2原料筛析试验结果
Table 2Screening test results of ore
粒度/mm产率/%正累积产率/%负累积产率/%+0.32.962.96100.00-0.3+0.1518.6421.6097.04-0.15+0.07433.5455.1478.4-0.074+0.038532.3287.4644.86-0.038512.54100.0012.54合计100.00——由尾矿的粒度组成可知,约65%的物料粒度在最佳的浮选粒度(-0.15+0.038 5 mm)内.粒度相对较粗,组成比较均匀,但含有一定量矿泥.2试验研究2.1试验工艺流程自20世纪20年代用浮选回收细粒磷灰石矿石以来,浮选成为选别磷矿石的主要选矿方法［1］.回收磷灰石的浮选流程结构、药剂制度均较简单,同时药剂耗量不高.以硅酸盐脉石矿物为主的磷灰石矿石更为明显［2］.根据原料的性质,采用浮选方法回收尾矿中的磷灰石.原料中的矿泥将对浮选产生显著的影响,为了消除或减少矿泥对浮选的不良影响,有的采用脱泥方法,而对于磷矿浮选则多采用浮选调整剂进行调整,如采用少量水玻璃进行分散［3］.水玻璃、改性水玻璃及其混合物在矿物加工中主要是作为抑制剂和分散剂,对石英、萤石、方解石和磷矿等矿石的浮选都有抑制作用.提高浮选过程的选择抑制作用,可以获得更好的选矿指标［3］.对四川某铜矿尾矿中的低品位难选磷灰石浮选研究中,通过单矿物试验证水玻璃是分离脉石矿物石英的有效抑制剂,适宜的矿浆pH值为10［4］.脂肪酸作为磷灰石浮选捕收剂,该类药剂熔点高、溶解度小、在矿浆中分散性差,通过添加阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子型表面活性剂Tween80对脂肪酸进行增效,能明显改善磷矿的浮选特性［5］.本浮选试验采用水玻璃作硅酸盐的抑制剂和分散剂,捕收剂（脂肪酸与一种非离子型表面活性剂的混合物）PM自制.浮选采用一次粗选,二次精选流程.试验原则工艺流程见图1.图1浮选原则流程
Fig.1Flotation flow chart2.2开路流程试验磨矿采用XMB-70型三辊四筒棒磨机(筒体为Φ130 mm×150 mm,磨矿介质为Φ12 mm×140 mm钢棒14根).磨矿质量浓度约60%.在试样300 g,粗选水玻璃用量1.00 kg/t,PM 0.85 kg/t;精选Ⅰ水玻璃用量0.25 kg/t;精选Ⅱ水玻璃用量0 kg/t.按照图1所示流程进行浮选试验,浮选指标与磨矿细度的关系曲线见图2.图2磨矿细度实验结果
Fig.2Grinding fineness test results从图2可以看出:在磨矿细度-0.074 mm含量由45.0%(原料自身含量)增加到60.0%,对浮选指标没有明显的影响,各指标曲线变化很小.考虑到尾矿再磨矿会增加选矿成本,故选取磁选尾矿-0.074 mm 45%直接进浮选.
2.3粗选质量分数试验浮选质量分数(浓度)对指标影响较大,因此对其进行试验.浮选粗选浓度一般在20%~30%,考虑到本试验尾矿的具体性质(磁选尾矿自身浓度比较稀),设计15%、20%、25%、30%四个矿浆浓度水平,比较分选指标的差异.按2.2选取的试验条件进行浮选试验,试验结果见图3.图3浮选质量分数试验结果
Fig.3Pulp thickness test results第3期杨勇,等:辽宁某磁选尾矿回收磷灰石浮选试验
武汉工程大学学报第33卷
从图3可见:随着浮选质量分数提高,精矿回收率提高,品位下降,试验结果与浮选规律基本吻合.浮选质量分数的增加,有利于提高矿浆中药剂的浓度,降低选矿成本.综合考虑浮选指标,本试验粗选最佳矿浆质量分数确定为25%.2.4粗选药剂正交试验确定磨矿细度和浮选质量分数后,对粗选水玻璃和PM进行正交试验,考查对浮选指标的影响.水玻璃和PM的水平取值见表3,粗选药剂正交试验结果见表4.表3粗选水平因素表
Table 3Roughing factors level table
水平AB水玻璃/(kg/t)PM/(kg/t)11.000.7021.500.9532.001.20表4粗选正交试验结果
Table 4Roughing crossing test results
试验编号产率/%P2O5品位/%回收率/%选矿效率E/%*114.0027.2689.2675.26215.3325.4193.1477.81318.7120.7894.1275.41413.6927.6591.2677.57515.9725.2494.1178.14618.5921.6794.2875.69713.2927.4589.1075.81815.6225.1293.1277.50918.6021.0994.1275.52注:选矿效率E=回收率-产率由正交实验表计算得:rA=0.85,rB=2.28.可以看出,rA>rB所以PM的用量对浮选指标的影响比水玻璃的用量对选矿指标的影响显著.又由于水玻璃的用量EⅡ>Em>EⅠ,PM用量EⅡ>EⅠ>Em-1,故粗选的最佳试验条件为水玻璃用量1.50 kg/t,PM用量0.95 kg/t.
2.5精选试验按选取的粗选的试验条件,改变精Ⅰ水玻璃用量(kg/t):0、0.25、0.5三个水平上,进行浮选试验结果见表5.表5精Ⅰ水玻璃用量试验结果
Table 5Water glass dosage test results
水玻璃用量/(kg/t)产率/%品位/%回收率/%011.1435.2188.100.2510.2036.6587.410.509.5037.4583.38由表5可以看出:添加少量的水玻璃能有效地提高精Ⅰ精矿品位,综合考虑选矿指标,精Ⅰ水玻璃用量取0.25 kg/t.2.6闭路流程试验在开路流程选取试验条件基础上,进行了闭路流程试验.即中矿循序返回:中矿1返回粗选,中矿2返回精Ⅰ.经多次循环试验,最终试验结果见表6.精矿多项分析结果见表7.表6闭路试验结果
Table 6Results of closed circuit flotation test
产品名称产率/%品位/%回收率/%精矿K10.5636.1990.14尾矿X89.440.479.86原矿100.004.24100.00表7精矿多项分析结果
Table 7Analysis results of multielements of ore concentrate
项目P2O5MgOSiO2Fe2O3Al2O3CaOA.I.CO2w/%36.190.783.871.231.0451.074.641.56项目MnOK2OFClCu烧失量TiO2Cr2O3w/%0.020.931.52-0.021.60--由表7可知,最终精矿各项指标均达到ZBD51001~86《酸法加工磷肥用磷矿》一类专业标准.3结语浮选回收某地磁选尾矿中的P2O5,采用一粗二精,中矿循序返回的浮选流程,选取的最佳浮选工艺条件和药剂制度为:-0.074 mm含量45%;粗选浮选质量分数25%,水玻璃用量1.50 kg/t,PM 0.95 kg/t;精Ⅰ水玻璃用量在0.25 kg/t.获得磷精矿P2O5品位36.19%,回收率90.41%的选矿指标,且最终磷精矿达到了HG/T 26731995《酸法加工磷肥用磷矿》一类专业标准.达到了综合利用磁选尾矿资源的目的.