浮選柱法在膠磷礦中的工業(yè)試驗(yàn)研究

浮選柱法在膠磷礦中的工業(yè)試驗(yàn)研究

0膠磷礦浮選實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究該浮采柱是一種新型高效微分散過濾技術(shù)，具有高效分離效率和低投資運(yùn)營成本。目前，它已在全國400多個(gè)煤礦（煤礦）中推廣并應(yīng)用于600多個(gè)包。在黑金屬、有色金屬和非機(jī)動(dòng)車件礦領(lǐng)域，相關(guān)礦種包括磁鐵礦、紅鐵礦、金、銀、銀、銅、鋅、硫、鋁土礦、氟甲烷、鉀鹽等。武鋼、機(jī)械廠、金銀花開采、銀礦、銀礦、銀礦、銅、鋅、硫、鋁土礦、氟甲烷、鉀鹽等。2005年，礦區(qū)利用旋轉(zhuǎn)流-靜態(tài)微氣泡浮游柱（50.2000mm）對丑中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。經(jīng)過兩個(gè)正、負(fù)浮流分離和反向過濾，以含有p2o2.70%和2mo2.81%的原始礦場值，提取含量為69.52%，提取率為88.73%。本文在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對西南某硅鈣礦進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn)，積極探索了浮游生物在膠磷礦浮游生物中的工業(yè)化應(yīng)用。1礦石性質(zhì)1.1自然類型分類該磷礦按成因劃分屬淺—濱海相沉積磷塊巖.其礦石按結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物組成特點(diǎn)可分為塊狀球粒磷塊巖、條帶狀球粒磷塊巖、條帶狀白云質(zhì)球粒磷塊巖、條帶狀白云質(zhì)砂屑磷塊巖、白云質(zhì)硅質(zhì)球粒磷塊巖、白云質(zhì)含礫砂屑磷塊巖、白云質(zhì)生物碎屑球粒磷塊巖、淋濾殘積磷礦等八個(gè)自然類型.1.2脈石礦物.脈石礦物一般分為3.礦石礦物成分簡單,以膠磷礦為主,其次為微晶磷灰石及少量細(xì)晶磷灰石.脈石礦物主要有白云石、石英、玉髓,此外還有少量鐵泥質(zhì)(包括褐鐵礦)、黃鐵礦、有機(jī)質(zhì)、高嶺石及少量白云母、電氣石、鋯石及海綠石.1.3膠磷礦體.膠磷礦:膠磷礦呈球粒(或假鮞粒)、內(nèi)砂屑、鮞粒和凝膠狀結(jié)構(gòu),其中以球粒(或假鮞粒)結(jié)構(gòu)為主.顆粒中常有白云石、鐵泥質(zhì)(部分褐鐵礦)、硅質(zhì)及黃鐵礦等其他礦物的塵點(diǎn)狀包體,次生變化可以不同程度地出現(xiàn)白云石化、硅化及高嶺石化.膠磷礦假鮞粒度一般為0.2~0.1mm,顏色為淺棕褐色,有的往往被鐵泥質(zhì)污染呈紅褐色.白云石:鏡下特征為無色,粒度一般為0.04~0.1mm.多以膠結(jié)物及少量碎屑和重結(jié)晶粒狀鑲嵌等形態(tài)出現(xiàn).一般為細(xì)晶—隱晶質(zhì)細(xì)粒集合體,少量呈菱面體碎屑.部分礦石可見重結(jié)晶鑲嵌白云石,具自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu).有時(shí)可見半滾圓—滾圓狀及橢圓狀球粒白云石,部分構(gòu)成顆粒膠磷礦的包裹體.石英、玉髓:石英在各類型礦石中都有出現(xiàn),一般為陸源混入的砂屑和粉砂屑,呈棱角—半滾圓狀,粒徑0.05~0.2mm,在大的顆粒中有泥質(zhì)塵點(diǎn)及白云母小包體,普遍可見到再生邊.玉髓一般以膠結(jié)物出現(xiàn),呈顯微粒狀—細(xì)粒狀集合體,具細(xì)—隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu).并圍繞膠磷礦假鮞粒垂直生長,形成一種櫛殼狀膠結(jié),偶爾見到一些孔洞中有膠狀或針狀集合體玉髓充填.工藝礦物學(xué)分析表明:易選的磷灰石含量少、粒度細(xì)且部分嵌布在膠磷礦集合體內(nèi),不易優(yōu)先分離;脈石礦物粒度較細(xì)且以膠結(jié)物的形式與膠磷礦共存,微細(xì)的碳酸鹽類嵌布在膠磷礦內(nèi),不易單體解離,可選性差,屬難選礦.1.4原礦x射線熒光分析礦石中主要化學(xué)成分有P2O5、CaO、SiO2,其次為CO2、MgO及Fe2O3、Al2O3、F等.原礦X熒光光譜分析結(jié)果見表1.分析可知,該礦屬中低品位硅鈣質(zhì)磷礦,CaO和SiO2含量占2/3以上;SiO2含量較高,主要選礦關(guān)鍵是在富集磷礦物的同時(shí),有效地排除碳酸鹽礦物(白云石),從而獲得鎂磷比值較低的磷精礦.2測試2.1試驗(yàn)流程確定膠磷礦柱式半工業(yè)試驗(yàn)流程選擇主要取決于原礦性質(zhì)并參考前期實(shí)驗(yàn)室研究成果.該礦屬硅鈣質(zhì)膠磷礦,要生產(chǎn)出合格精礦需同時(shí)脫除硅和鎂,適宜的流程有正反流程和雙反流程,原礦性質(zhì)的分析表明:脈石礦物硅酸鹽類礦物含量高,是主要的脫除對象.由于礦石含泥量多,采用雙反浮選會出現(xiàn)泡沫多、泡沫發(fā)粘、浮選效果變差的情況,因此試驗(yàn)流程確定采用正反浮選流程.通過正浮選排除大量的硅酸鹽脈石礦物和部分碳酸鹽脈石礦物.然后對正浮選粗磷精礦(主要是磷礦物和白云石)進(jìn)行反浮選碳酸鹽脈石,以降低鎂含量,最后獲得低鎂磷比值的優(yōu)質(zhì)磷精礦.實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果表明,旋流-靜態(tài)微泡浮選柱具有選擇性高,流程結(jié)構(gòu)短的特點(diǎn),因此確定采用正浮選(一次)反浮選(一次)兩段式的流程結(jié)構(gòu)見圖1.2.2反浮選段捕收劑和酸類添加劑采用現(xiàn)場生產(chǎn)用藥劑為正浮選段捕收劑,藥劑代號為YP2-4,YP2-3為反浮選段捕收劑;硫酸為反浮選段介質(zhì)酸堿度調(diào)整劑;磷酸為膠磷礦抑制劑,水玻璃為正浮選段硅酸鹽類抑制劑和介質(zhì)酸堿度調(diào)整劑.2.3旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的特點(diǎn)旋流-靜態(tài)微泡浮選柱采用柱浮選與旋流分選構(gòu)成柱分選方法的主體;旋流分選以其強(qiáng)回收能力在柱分選過程中起到掃選柱浮選中礦的作用.通過管流礦化沿切向與旋流分選相連,形成中礦的循環(huán)分選.旋流-靜態(tài)微泡浮選柱以其在微細(xì)粒分選方面的突破以及回收能力的提高使得其在處理微細(xì)粒級礦物為主的礦物分選應(yīng)用越來越多.2.4浮選柱給料及料料分離浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)系統(tǒng)由兩套Υ400×4000mm旋流-靜態(tài)微泡浮選柱分選系統(tǒng)構(gòu)成.浮選柱給料從磨礦車間Ⅱ系列分級旋流器溢流(-0.074mm90%)截取,按試驗(yàn)規(guī)模分出需要的礦量進(jìn)入試驗(yàn)系統(tǒng).原礦通過給礦泵輸送入正浮浮選柱;精礦泡沫經(jīng)調(diào)漿,泵揚(yáng)至反浮浮選柱,底流為最終精礦.反浮選泡沫和正浮選脫硅尾礦合并成為最終尾礦.分流試驗(yàn)設(shè)備聯(lián)系如圖2.3試驗(yàn)結(jié)果3.1需要與其他要求的差距在前期實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,制定的初始試驗(yàn)條件列于表2,試驗(yàn)結(jié)果見表3.由試驗(yàn)結(jié)果可以看出:精礦P2O5品位27.04%~28.66%,MgO品位0.3%~0.7%,回收率90%左右.精礦P2O5含量較低,與要求還有一定差距;對比正浮選精礦與原礦P2O5含量,正浮選精礦品位提升幅度2%~3%,正浮選脫硅效果不強(qiáng)是制約精礦品位提高的主要障礙.因此正浮選階段條件參數(shù)的調(diào)整是提高系統(tǒng)分選效果的關(guān)鍵.通過與浮選機(jī)生產(chǎn)泡沫狀態(tài)對比,在藥劑制度相近的條件下,浮選機(jī)浮選泡沫尺寸偏大,顏色偏灰.相關(guān)研究表明過低的氣速使氣泡的初始動(dòng)能較低,使粘附了目的礦物顆粒的礦化氣泡難以通過回收到達(dá)精選區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步的精選.可見正浮選階段充氣量的調(diào)整是提高浮選過程脫硅效果的關(guān)鍵因素.后續(xù)試驗(yàn)過程中調(diào)整充氣流量至1.5m3/h,并保持其他參數(shù)固定,試驗(yàn)結(jié)果見表4.表4結(jié)果表明充氣流量是影響膠磷礦浮選效果的關(guān)鍵因素,通過調(diào)整充氣流量改善了浮選狀態(tài),獲得了合格的指標(biāo).3.2試驗(yàn)結(jié)果及分析通過上述試驗(yàn)調(diào)整,優(yōu)化了浮選柱充氣量等條件,并經(jīng)過后續(xù)的試驗(yàn)調(diào)整制定了適宜的藥劑制度等參數(shù).為了驗(yàn)證浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展了為期72h的穩(wěn)定性試驗(yàn).試驗(yàn)條件見表5,試驗(yàn)結(jié)果如表6.穩(wěn)定試驗(yàn)在入礦品位為23.73%P2O5的情況下通過正浮選(一次)反浮選(一次)兩段式流程獲得了精礦P2O5品位29.78%、MgO品位0.29%,回收率82.69%的良好指標(biāo).并且流程大大縮短,充分體現(xiàn)了旋流一靜態(tài)微泡浮選柱回收能力強(qiáng)、富集比高、選擇性強(qiáng)的特點(diǎn).需要指出的是,試驗(yàn)原料來自生產(chǎn)分流.由于現(xiàn)場原礦礦源較多,試驗(yàn)期間礦樣組成有所變化造成精礦指標(biāo)有一定的波動(dòng)P2O5品位28.61%~31.40%;精礦中SiO2品位較高影響了精礦質(zhì)量,通常SiO2脫除絕對值2%~3%精礦P2O5品位可提高1%,因此進(jìn)一步提高浮選過程脫硅的效果是推進(jìn)浮選柱在膠磷礦浮選中應(yīng)用的主要研究內(nèi)容.4浮選條件研究a.原礦中易選的磷灰石含量少、粒度細(xì)且部分嵌布在膠磷礦集合體內(nèi),不易優(yōu)先分離;脈石礦物粒度較細(xì)且以膠結(jié)物的形式與膠磷礦共存,微