《武汉工程大学学报》 2008年02期
9-11
出版日期：2008-02-28
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
云南海口中品位磷矿浮选产业化开发
0引言云南是磷矿资源大省，但90%以上都是中低品位难选胶磷矿［1］.要实现磷化工产业的可持续发展，合理开发和有效利用中低品位磷矿资源非常重要.云南中低品位磷矿开发利用有两个方面的问题值得关注，一是云南中低品位胶磷矿本身难选，要求工艺技术过关、选矿成本低，要有技术经济竞争力，必须解决技术经济问题；二是在滇池周边和长江上游开发磷矿资源，选矿废水排放要求严格，要求选矿药剂不仅高效还要无毒害，并尽可能循环利用，达到“零排放”，必须解决环保问题.1原矿性质简述云南海口磷矿属浅海相大型沉积层状磷块岩矿床.矿石主要矿物分为胶磷矿、次为少量微晶磷灰石，次要矿物成分以白云石为主，含有石英、方解石、长石、玉髓及少量的电气石、海绿石、白云母和碳泥质物等.矿石中主要化学成分有P2O5、CaO、SiO2，其次为CO2、MgO及Fe2O3、Al2O3、F等.按照矿石化学组份划分，矿石工业类型为硅钙质磷块岩.按照矿石结构、构造和物质组份划分，上、下层矿主要矿石自然类型为鲕状或假鲕状磷块岩、条带状磷块岩，砂质磷块岩、生物碎屑磷块岩，次为条纹状磷块岩、砾状磷块岩、硅质磷块岩［2］.岩矿鉴定查明：胶磷矿呈鲕状、假鲕状、球粒状或砂屑状，鲕粒有石英、白云石.胶磷矿边缘重结晶，被纤维状细晶磷灰石包围成环带状，胶结为胶磷矿或磷酸盐、铁泥质.石英、白云石、方解石多呈自形或半自形晶粒状与胶磷矿紧密共生，形成砂状结构、假鲕状结构、胶状结构和生物碎屑状结构.矿石构造有块状、条带状或条纹状、角砾状构造.2产业化开发研究内容及结果对海口磷矿虽经多年的攻关研究，探索了重选和浮选等选矿工艺，但效果不是很好.近几年来，采用正反浮选、单一反浮选、双反浮选等工艺以及不同的药剂进行了实验室、吨级扩大性、以及工业化试验研究，取得了满意的结果.2.1正反浮选工艺流程开发磷矿正反浮选是先在碱性介质中进行抑硅浮磷正浮选作业，排除硅质脉石，得到富含磷矿物的泡沫精矿，在弱酸性介质中进行抑磷浮镁反浮选作业，排除大部分镁质脉石，从而得到含MgO和SiO2都较低的优质磷精矿的工艺.该流程药剂种类多、用量较高，但适应性强，能处理含P2O5 17%～26%，MgO 1%～6%，SiO215%～30% 的中低品位磷块岩.
2.1.1 试验室小试研究开发采用正反浮选工艺流程进行了试验室研究，正浮选中采用一次粗选、一次扫选工艺流程，未添加碳酸钠和碳酸盐矿物抑制剂，反浮选一次粗选、一次扫选工艺流程，在磨矿细度-0.074 mm 82%左右，原矿品位P2O5 24.92%、MgO 3.10%，应用武汉工程大学开发的OT、W98系列正反浮选药剂，常温浮选，获得精矿品位P2O5 31.05%、MgO 0.24%，回收率为88.23%［2］的较好指标，该研究为吨级扩大性试验研究提供了技术支持.
2.1.2吨级扩大试验研究开发在云南磷化集团有限公司海口磷矿选矿试验研究基地，双方在试验室研究成功的基础上合作完成了1 t/d扩大性连续试验研究开发.采用一段闭路磨矿流程，溢流浓度控制在28%～30%，细度-0.074 mm为80%左右，试验温度在18～25℃间波动，原矿品位P2O525.11%、MgO 3.46%、SiO2 16.58%，磨矿细度80.87% -0.074 mm，精矿品位P2O5 31.84%、MgO 0.48%、SiO2 14.95%，精矿产率69.83%，精矿回收率88.54%.扩大性试验中，浮选流程只有一次正浮粗选，反浮一粗一扫，流程结构简单，泡沫流动通畅.反浮选抑制剂YP3的使用，避免了使用大量硫酸而引起的“结钙”现象.尾矿水经过简单处理，返回磨矿、浮选使用，精矿水不经处理，直接返回反浮选使用，对浮选工艺和指标无影响，扩试回水利用率达85%，精矿浆考虑按55%以上浓度输送，尾矿库尾矿浓度按70%计算，以及回水利用，则可达到了废水“零排放”.［2］2.2单一反浮选工艺流程开发单一反浮选是利用磷矿石中镁的可浮性比磷矿物好得多的特性，在酸性介质中进行抑磷浮镁，脱除矿石中的镁质脉石，从而提高精矿品位，降低MgO含量的工艺流程.该工艺流程简短，药剂种类和用量相对较少，但适用范围有限，一般只适用于处理含P2O5 20%以上、MgO 含量较高（3.5%以上）、SiO2相对较低的中品位高镁磷矿石.
2.2.1试验室小试研究开发采用一次反浮粗选、一次反浮扫选工艺流程，对海口中品位磷矿进行研究，原矿品位P2O5 25.24 %、MgO 3.63%，磨矿细度-0.074 mm 80%左右，用OT、W98系列反浮选药剂，获得精矿品位P2O5 30.66%、MgO 0.56%，回收率为90.71%的好指标.
第2期柏中能，等：云南海口中品位磷矿浮选产业化开发
武汉工程大学学报第30卷
2.2.2吨级扩大试验研究开发在单一反浮选小试研究开发取得较好效果基础上，对磷矿石进行了扩试研究开发.扩试采用一次反浮粗选、一次反浮扫选工艺流程，应用OT、W98系列反浮选药剂，采用一段磨矿分级，分级溢流浓度28%～30%，磨矿细度-0.074 mm 80%左右，原矿品位P2O5 24.96%，MgO 3.59%，获得精矿品位P2O5 30.52%，MgO 0.71%，回收率89.58%.2.3双反浮选工艺流程开发磷矿双反浮选第一步在酸性介质中进行抑磷浮镁，排除大部分镁质脉石，得到富含磷矿物和硅质脉石的槽内精矿，保持酸性介质进入第二步抑磷浮硅反浮选作业，排除大部分硅质脉石，从而得到含MgO和SiO2都较低的优质磷精矿的流程.
2.3.1试验室小试研究开发采用一粗一精两扫双反浮选流程，应用武汉工程大学开发的JVC脱镁药剂和T系列脱硅药剂，原矿品位P2O5 24.04%，MgO 4.08%，磨矿细度-0.074 mm 80%，获得精矿品位P2O5 30.46%、MgO 0.27%，回收率为87.52%的工艺指标.
2.3.2吨级扩大试验研究开发在双反浮选小试研究开发取得较好效果基础上，在云南磷化集团有限公司海口磷矿选矿试验基地，双方合作完成了1 t/d扩大连续试验开发.扩试采用一段磨矿分级，分级溢流浓度28%～30%，一粗一精两扫双反浮选流程，应用武汉工程大学开发的JVC脱镁药剂和MT系列脱硅药剂，原矿品位P2O524.85%、MgO 3.29%，磨矿细度-0.074 mm 83%左右，获得精矿品位P2O530.24%、MgO 0.44%，回收率86%.3几种工艺流程研究开发成果对比上述几种工艺流程研究成果技术指标对比见表1，工艺流程优缺点对比见表2.表1几种工艺流程研究成果技术指标对比工艺
流程试验室研究吨级扩大试验原矿品位/%P2O5MgO精矿品位/%P2O5MgO回收
率/%原矿品位/%P2O5MgO精矿品位/%P2O5MgO回收率/%正反浮选24.923.1031.050.2488.2325.113.4631.84%0.4888.54单一反浮选25.243.6330.660.5690.7124.963.5930.520.7189.58双反浮选24.044.0830.460.2787.5224.853.2930.240.4486.00表2几种工艺流程优缺点对比工艺流程优势不足正反浮
选工艺适应性强，选矿指标较好，工艺流程简单，泡沫流动性好，易于操作.药剂种类多，用量大.单一反浮选选矿指标较好，工艺流程简单，药剂种类少.对原矿有一定的要求，应用有一定局限性.双反浮选脱镁脱硅均在酸性介质，药剂种类相对较少，药剂用量少.对原矿有一定的要求，应用一定的局限性，泡沫量大.4工业试验研究与工业化应用工业试验开发规模小时处理量10 t，日处理量240 t，采用一段磨矿分级，分级溢流浓度32%～34%，细度-0.074 mm 75%～78%，采用正浮一次粗选、反浮一次粗选一次扫选流程，原矿品位P2O5 24.44%、MgO 3.71%、SiO2 17.82%，获得磷精矿品位P2O5 32.47%、MgO 0.88%、SiO2 11.37%，回收率81.07%［2］.虽然工业试验开发获得的技术经济指标不如小试和扩试理想，但证明了在冬季气温较低情况下，仍可以在自然温度下浮选，获得高质量的磷精矿和80%以上的回收率.正反浮选工业试验的成功，为产业化开发海口中低品位磷矿提供了先导. 根据产业化开发取得的系列技术成果和技术参数，设计建设的云南第一套磷矿浮选装置——云南磷化集团有限公司海口一期200万吨/年浮选厂已于2007年10月建成.目前已进入试生产阶段，已生产浮选磷精矿10多万吨.前期开发取得的正反浮选工艺、单反浮选工艺技术成果，已在工业装置上得到了体现和验证，对工业装置的生产调试、工艺技术的调整完善起到了重要指导作用和支持作用.5结语a. 云南海口中品位硅钙质胶磷矿采用正反浮选、单一反浮选、双反浮选，应用多种高效浮选药剂，进行产业化开发均获得了成功.在胶磷矿常温浮选，选矿废水循环利用“零排放”方面取得了突破.b. 本产业化开发取得的成果、技术，已在工业生产中得到应用，为云南中低品位胶磷矿浮选开发利用起到了先导和示范作用.
致谢：参加本研究的还有罗惠华，辜国杰、钟康年等人，在此表示感谢.