CN103706488A - 一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺 - Google Patents

一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺 Download PDF

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Abstract

本发明是一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，将磷矿石破碎后与工业石灰混合均匀，进入磨矿机，加水调浆，使物料组成矿物达到单体解离后进入反浮选粗选槽，用反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，进行反浮选粗选，得到主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫和一部分粗选磷精矿产品；粗选泡沫进入反浮选精选槽，加入工业石灰和反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，反浮选精选，所得泡沫产品为尾矿，排出堆放；所得槽内产品为另一部分磷精矿，合并精矿，经浓缩、过滤、干燥即得最终磷精矿。本发明工艺还具有工艺流程简单，易于操作和控制，易于实现稳定运转，分选效率高，工艺指标优，所得磷精矿质量高，收率高，最终产品磷精矿成本较低等优点。

Description

一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺
技术领域
本发明涉及一种磷矿选矿工艺，特别是涉及一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺。
背景技术
尽管该磷矿石（主要有用矿物为胶磷矿，脉石矿物为碳酸盐）品位较高（含P2O5品位为30%%以上），但要满足磷肥加工的要求，必须通过选矿排除一部分碳酸盐矿物，得到合格的磷精矿产品。对于此类矿石，目前国内外工业生产中通常采用硫酸作为pH调整剂和磷酸作为磷酸盐矿物的抑制剂在酸性介质中反浮选碳酸盐，从而得到合格磷精矿产品。
由于该酸性介质工艺存在以下缺点：① 需要的硫酸用量大（9-11kg/t原矿），矿浆pH值低，对接触设备、管道、储槽等腐蚀严重，容易造成渗漏②由于矿浆中存在大量的含钙化合物，在管壁很容易生成硫酸钙结垢，从而堵塞管道，使生产不能正常进行。③回水利用困难，反浮选降镁使用了大量的硫酸和一定的磷酸，造成酸性水过多，不能全部返回浮选系统利用，必须进行选矿废水治理，选矿成本高。针对以上酸性介质带来的技术经济问题，国内有些机构采用该磷矿石用碱性介质工艺做了试验工作，但取得的选矿技术指标较差，表现为精矿品位或收率太低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提供一种方法设计更为合理的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下的技术方案来实现。本发明是一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其特点是，其步骤如下：
（1）将磷矿石破碎后与工业石灰混合均匀，每吨原矿中加入5-15公斤的工业石灰，混合后进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为30－40%的矿浆，使物料组成矿物达到单体解离后进入反浮选粗选槽，槽内矿浆呈碱性，加入用量为0.1-0.8 kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂（碳链长度为5至9的氧化石蜡皂）进行调浆，调浆后，充气，进行反浮选粗选，得到主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫和一部分粗选磷精矿产品；
（2）粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入用量为0.5-4 kg/t原矿的反浮选pH调整剂工业石灰和用量为0.01-1kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，反浮选精选，所得泡沫产品为尾矿，排出堆放；所得槽内产品为另一部分磷精矿，与步骤（1）的粗选磷精矿产品合并，经浓缩、过滤、干燥即得最终磷精矿。
本发明所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺中，进一步优选的技术方案或者技术特征是：
1、步骤（1）中：调浆时间为0.5-6分钟；反浮选粗选的浮选时间为2-15分钟。
2、步骤（2）中：调浆时间为0.5-6分钟；反浮选精选的浮选时间为1-8分钟。
3、步骤（1）中：磷矿石破碎至细度为-200目占50-65%。
4、步骤（1）或（2）中：反浮选是在搅拌强度较小的浮选槽内进行的，浮选机搅拌叶轮的线速度为 2.0-5.0米/秒。
5、步骤（1）或（2）中，工业石灰的含活性氧化钙32%。
6、步骤（1）中，加水调浆至矿浆的pH值为8-13。
与现有技术相比，本发明工艺具有以下优点：
（1）用碱性介质流程代替酸性介质流程，从根本上克服了因酸性而带来的设备、储槽的腐蚀，管道结垢而堵塞，酸性水治理等问题，同时工业石灰来源广，价格低。
（2）充分利用了该矿石中碳酸盐矿物比磷酸盐矿物易磨的特点，在原矿粗磨后得到的产品中细粒级主要为碳酸盐矿物，因此磨矿细度可以为-200目50-65%左右，而酸性介质流程一般磨矿细度为70%以上，从而节约了磨矿成本，并减轻浮选精矿后处理中因细粒而堵塞的问题。
（3）药剂种类少，来源广，选矿成本低，易于采购和使用、管理等。酸性介质流程中需加大量的硫酸和磷酸及氧化石蜡皂，而本发明仅用工业石灰和C5-9皂两种药剂，生产成本低，并且易于实现加药用量控制和调节。
（4）选矿废水可以循环利用，实现废水零排放，碱性介质反浮选工艺产生的精矿、尾矿废水，对设备和管道腐蚀较轻，可以返回反浮选系统进行循环利用，不象酸性介质反浮选工艺，产生的酸性水过多，不能全部返回系统利用，需要治理等困难。
（5）本发明工艺还具有工艺流程简单，易于操作和控制，易于实现稳定运转，分选效率高，工艺指标优（与酸性介质甚为接近），所得磷精矿质量高，收率高，最终产品磷精矿成本较低等优点。特别适合较高品位P2O5含量在30% 以上的磷矿石在碱性介质中的反浮选，并获得P2O535.0%以上的高品位磷精矿，收率达到90%以上。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的具体技术实施方案，以使本领域技术人员进一步理解本发明，而不构成对本发明权利的限制。
实施例1，一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其步骤如下：
（1）将磷矿石破碎后与工业石灰混合均匀，每吨原矿中加入5公斤的工业石灰，混合后进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为30%的矿浆，使物料组成矿物达到单体解离后进入反浮选粗选槽，槽内矿浆呈碱性，加入用量为0.1 kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，进行反浮选粗选，得到主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫和一部分粗选磷精矿产品；
（2）粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入用量为0.5kg/t原矿的反浮选pH调整剂工业石灰和用量为0.01kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，反浮选精选，所得泡沫产品为尾矿，排出堆放；所得槽内产品为另一部分磷精矿，与步骤（1）的粗选磷精矿产品合并，经浓缩、过滤、干燥即得最终磷精矿。
实施例2，一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其步骤如下：
（1）将磷矿石破碎后与工业石灰混合均匀，每吨原矿中加入15公斤的工业石灰，混合后进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为40%的矿浆，使物料组成矿物达到单体解离后进入反浮选粗选槽，槽内矿浆呈碱性，加入用量为0.8 kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，进行反浮选粗选，得到主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫和一部分粗选磷精矿产品；
（2）粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入用量为4 kg/t原矿的反浮选pH调整剂工业石灰和用量为1kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，反浮选精选，所得泡沫产品为尾矿，排出堆放；所得槽内产品为另一部分磷精矿，与步骤（1）的粗选磷精矿产品合并，经浓缩、过滤、干燥即得最终磷精矿。
实施例3，一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其步骤如下：
（1）将磷矿石破碎后与工业石灰混合均匀，每吨原矿中加入10公斤的工业石灰，混合后进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为35%的矿浆，使物料组成矿物达到单体解离后进入反浮选粗选槽，槽内矿浆呈碱性，加入用量为0.5 kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，进行反浮选粗选，得到主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫和一部分粗选磷精矿产品；
（2）粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入用量为2 kg/t原矿的反浮选pH调整剂工业石灰和用量为0.1kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，反浮选精选，所得泡沫产品为尾矿，排出堆放；所得槽内产品为另一部分磷精矿，与步骤（1）的粗选磷精矿产品合并，经浓缩、过滤、干燥即得最终磷精矿。
实施例4，一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其步骤如下：
（1）将磷矿石破碎后与工业石灰混合均匀，每吨原矿中加入8公斤的工业石灰，混合后进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为32%的矿浆，使物料组成矿物达到单体解离后进入反浮选粗选槽，槽内矿浆呈碱性，加入用量为0.3 kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，进行反浮选粗选，得到主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫和一部分粗选磷精矿产品；
（2）粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入用量为1 kg/t原矿的反浮选pH调整剂工业石灰和用量为0.5kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，反浮选精选，所得泡沫产品为尾矿，排出堆放；所得槽内产品为另一部分磷精矿，与步骤（1）的粗选磷精矿产品合并，经浓缩、过滤、干燥即得最终磷精矿。
实施例5，实施例1－4任何一项所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺的步骤（1）中：调浆时间为0.5-6分钟；反浮选粗选的浮选时间为2-15分钟。
实施例6，实施例1－5任何一项所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺的步骤（2）中：调浆时间为0.5-6分钟；反浮选精选的浮选时间为1-8分钟。
实施例7，实施例1－6任何一项所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺的步骤（1）中：磷矿石破碎至细度为-200目占50-65%。
实施例8，实施例1－7任何一项所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺的步骤（1）或（2）中：反浮选是在搅拌强度较小的浮选槽内进行的，浮选机搅拌叶轮的线速度为 2.0-5.0米/秒。
实施例9，实施例1－8任何一项所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺的步骤（1）或（2）中：工业石灰的含活性氧化钙32%。
实施例10，实施例1－9任何一项所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺的步骤（1），加水调浆至矿浆的pH值为8-13。
实施例11，一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺实验一，其步骤如下：
将磷矿石500克破碎后与4克（8kg/t）工业石灰（含活性氧化钙32%）均匀混合，进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为34.5%的矿浆，磨矿至细度为-200目52.5% 后进入浮选槽，槽内矿浆PH值9.3，加入用量为0.125克(0.25 kg/t原矿)的反浮选捕收剂C5-9皂（碳链长度为5至9的氧化石蜡皂）进行调浆，调浆时间为2分钟后，充气，进行反浮选粗选，浮选时间为7分钟。得到的主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入0.65克（用量为1.3 kg/t原矿)的反浮选PH调整剂工业石灰和0.025克(用量为0.05 kg/t原矿)的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆时间为2分钟后，充气，进行反浮选精选，浮选时间为3分钟，泡沫产品经过滤、烘干称重得97克尾矿，含11.27% P2O5；精选所得槽内产品与上述粗选槽内产品合并经过滤、干燥即得403克最终磷精矿产品，经分析化验精矿品位为35.48% P2O5 ，收率为92.88%。
实施例12，一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺实验二，其步骤如下：
将磷矿石500克破碎后与4.75克（9.5kg/t）工业石灰（含活性氧化钙32%）均匀混合，进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为35.5%的矿浆，磨矿至细度为-200目53.85% 后进入浮选槽，槽内矿浆PH值9.8，加入用量为0.15克(0.3 kg/t原矿)的反浮选捕收剂C5-9皂（碳链长度为5至9的氧化石蜡皂）进行调浆，调浆时间为2分钟后，充气，进行反浮选粗选，浮选时间为8分钟。得到的主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入0.75克（用量为1.5 kg/t原矿)的反浮选PH调整剂工业石灰和0.0375克(用量为0.075 kg/t原矿)的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆时间为3分钟后，充气，进行反浮选精选，浮选时间为4分钟，泡沫产品经过滤、烘干称重得97.45克尾矿，含10.70% P2O5；精选所得槽内产品与上述粗选槽内产品合并经过滤、干燥即得402.55克最终磷精矿产品，经分析化验精矿品位为35.55% P2O5 ，收率为93.21%。
采用现有技术中的酸性介质，采用与前述工艺流程相同的工艺进行磷矿石的反浮选，二者的选别指标见下表：
 
实施例13，一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺实验三，其步骤如下：
将磷矿石500克破碎后与5克（10kg/t）工业石灰（含活性氧化钙32%）均匀混合，进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为35.6%的矿浆，磨矿至细度为-200目54.15% 后进入浮选槽，槽内矿浆PH值9.9，加入用量为0.175克(0.35 kg/t原矿)的反浮选捕收剂C5-9皂（碳链长度为5至9的氧化石蜡皂）进行调浆，调浆时间为3分钟后，充气，进行反浮选粗选，浮选时间为8分钟。得到的主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入0.85克（用量为1.7 kg/t原矿)的反浮选PH调整剂工业石灰和0.04克(用量为0.08 kg/t原矿)的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆时间为3分钟后，充气，进行反浮选精选，浮选时间为4分钟，泡沫产品经过滤、烘干称重得100.10克尾矿，含11.18% P2O5；精选所得槽内产品与上述粗选槽内产品合并经过滤、干燥即得399.9克最终磷精矿产品，经分析化验精矿品位为35.60% P2O5 ，收率为92.71%。

Claims (7)

1.一种碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其特征在于，其步骤如下：
（1）将磷矿石破碎后与工业石灰混合均匀，每吨原矿中加入5-15公斤的工业石灰，混合后进入磨矿机，加水调浆至质量浓度为30－40%的矿浆，使物料组成矿物达到单体解离后进入反浮选粗选槽，槽内矿浆呈碱性，加入用量为0.1-0.8 kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，进行反浮选粗选，得到主要含有碳酸盐脉石矿物的粗选泡沫和一部分粗选磷精矿产品；
（2）粗选泡沫进入反浮选精选槽，向其中加入用量为0.5-4 kg/t原矿的反浮选pH调整剂工业石灰和用量为0.01-1kg/t原矿的反浮选捕收剂C5-9皂进行调浆，调浆后，充气，反浮选精选，所得泡沫产品为尾矿，排出堆放；所得槽内产品为另一部分磷精矿，与步骤（1）的粗选磷精矿产品合并，经浓缩、过滤、干燥即得最终磷精矿。
2.根据权利要求1所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其特征在于，步骤（1）中：调浆时间为0.5-6分钟；反浮选粗选的浮选时间为2-15分钟。
3.根据权利要求1所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其特征在于，步骤（2）中：调浆时间为0.5-6分钟；反浮选精选的浮选时间为1-8分钟。
4.根据权利要求1所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其特征在于，步骤（1）中：磷矿石破碎至细度为-200目占50-65%。
5.根据权利要求1所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其特征在于，步骤（1）或（2）中：反浮选是在搅拌强度较小的浮选槽内进行的，浮选机搅拌叶轮的线速度为 2.0-5.0米/秒。
6.根据权利要求1所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其特征在于，步骤（1）或（2）中，工业石灰的含活性氧化钙32%。
7.根据权利要求1所述的碱性介质中磷矿石的反浮选工艺，其特征在于，步骤（1）中，加水调浆至矿浆的pH值为8-13。
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