CN106179731A - 高梯度磁选‑‑单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法 - Google Patents

高梯度磁选‑‑单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高梯度磁选‑‑单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，针对倍半氧化物(R2O3)含量为1.1～3.67％的非金属低品位磷矿，具体工艺如下：(1)将含倍半氧化物和镁的磷矿磨细过筛，调浆后控制矿浆浓度为20～35％；(2)将矿浆引入高梯度磁选机搅拌槽中，加入分散剂碱金属磷酸盐，选用磁强度为1.0～1.7T，磁选分离磷矿中倍半氧化物，得到粗磷矿与粗尾矿；(3)将粗磷矿导入球磨机中再次进行磨矿，然后添加浮选药剂，采用单一反浮选脱出镁，得到低铁铝镁含量的高品质磷精矿，浮选时控制pH4.0‑6.0；(4)粗尾矿经浮选脱镁后，得次精矿。设备及工艺流程简单，生产维护成本低，对环境无污染，脱除效果好，具有较强的推广应用效果。

Description

高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的 方法
技术领域
本发明涉及一种高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，属于化工生产技术领域。
背景技术
磷矿中含有包括倍半氧化物(R2O3)、镁、硅、氟等在内的多种杂质，其中铁、铝、镁对磷酸生产影响较大，若这些杂质含量过高，则需要在加工前脱除。这些杂质在湿法磷酸及酸法磷复肥的生产过程中，不但会增加硫酸的消耗，降低产品品质和增加生产成本，而且还会加剧设备材料的腐蚀和磨蚀，降低设备开车率，影响生产装置的生产能力。特别地，在湿法磷酸生产中磷矿有害杂质含量太高，还会影响磷矿的反应过程和硫酸钙的结晶，甚至可能造成磷酸无法生产，无法进行浓缩或后续加工。如何实现低品位高杂质磷矿的高效利用对磷复肥生产企业尤为重要。
在湿法磷酸生产过程中，倍半氧化物(R2O3)及MgO不仅干扰硫酸钙的结晶，而且在磷酸浓缩或净化过程中生成各种溶解度极低的磷酸铁铝镁复盐，形成沉淀即通常称为磷酸於渣，使水溶性P2O5退化为枸溶性或不溶性P2O5，造成磷资源的浪费。磷酸铁铝镁复盐进入到后续产品(如磷酸钙盐、磷酸一铵、磷酸二铵等)之中，造成产品造粒和干燥困难、结块性能变差和养分不达标等问题。目前，以酸分解磷矿制磷肥对磷矿中R2O3含量的要求是：一类磷精矿R2O3＜2.5％；二类磷精矿R2O3＜3.0％。
目前，磷矿的预处理为：磷矿原矿经破碎、研磨、浮选得到精矿浆，单一反浮选技术主要脱除磷矿中的大部分镁；重选、正反选和双反选等技术虽有工业化应用，但其磷收率低，加工成本高。
如专利文献CN101829634A公开了一种高低品味磷矿浮选工艺，其步骤如下：(1)将原矿石破碎，湿法磨矿至-400目含量占90-99％，磨矿浓度为40-70％，加入浮选药剂，再加水调浆至25-35％的矿浆浓度；所述的浮选药剂为水玻璃和脂肪酸，水玻璃的用量为1-8公斤/吨.原矿，脂肪酸的用量为0.5-3公斤/吨.原矿；(2)将调浆后的物料投入浮选系统，按下述方法在15-35℃下进行浮选：先进行粗选，粗选槽内产品为浮选尾矿Ⅰ，粗选泡沫产品进行3次精选；第1次精选的中矿扫选泡沫产品返至粗选，第1次精选的中矿扫选槽产品为尾矿II，第2次精选的中矿返至第1次精选，第3次精选的中矿返至第2次精选；第3次精选泡沫产品即为磷精矿，尾矿Ⅰ及尾矿II合并为最终尾矿；第1、2次精选时浮选药剂为水玻璃和萘磺化缩合物，水玻璃的用量为0.5-3公斤/吨.原矿，萘磺化缩合物的用量为0.1-3公斤/吨.原矿；第3次精选的浮选药剂水玻璃的用量为0.2-2公斤/吨.原矿；第1次精选的中矿扫选药剂为脂肪酸，其用量为0.2-1.5公斤/吨.原矿。
CN102179308A公开了一种脱除胶磷矿中铁、铝倍半氧化物的选矿方法其工艺为：(1)将含铁、铝倍半氧化物R2O3的胶磷矿石原矿破碎、磨矿，磨细为0.038mm≥76wt％，使磷矿物与R2O3充分解离，控制调浆浓度为25～40wt％；(2)将矿浆引入浮选机矿化搅拌槽中，添加用于常规中低品位胶磷矿浮选的药剂进行充气浮选，浮选机主轴转速为1800～2100r/min，浮选充气量为0.05～0.10m3/h，浮选刮板转速为20～30r/min，在槽内获得粗选磷精矿；(3)将上述槽内获得粗选磷精矿控制在pH为4.5～5.5，加入脱除R2O3的捕收剂，进行充气浮选，浮选时间4～8min，泡沫产品为杂质R2O3，槽内底流产品为高品级磷精矿产品。
CN102716806A公开了一种双反浮选工艺同时脱除中低品位磷矿中氧化镁、氧化铁及氧化铝倍半氧化物的方法，本发明采用双反浮选工艺同时脱除MgO、Fe2O3、Al2O3，实现工业化装置连续生产；其工艺步骤为：将磷矿石原矿磨细为-200目≥85％，矿浆含固量为20％～45％；向矿浆中加入1#混合抑制剂，将调整好的矿浆引入浮选机，同时加入捕收剂CB-1，经充气，刮泡后即得脱镁磷精矿；在获得的脱镁磷精矿中加入2#混合抑制剂，加入捕收剂CB-2，经充气，刮泡后即得脱除氧化铁及氧化铝的粗选磷精矿；向脱除氧化铁及氧化铝的粗选磷精矿中加入捕收剂CB-3，经充气，刮泡后即得高品质磷精矿。
它们都是通过双反浮选或者正反浮选、反正浮选等两段浮选的方式脱除磷矿中的铁、铝、镁等杂质，工艺复杂，需额外消耗选矿药剂、生产成本高
CN103962214A公开了一种综合回收伴生铁磷矿物的联合选矿方法及系统。该综合回收伴生铁磷矿物的联合选矿方法，包括如下步骤:将原矿依次经三段、两闭路、破碎、筛分流程，干选出粉矿；将所述粉矿经过二段闭路磨矿流程，三次精磁选、淘洗机精选，选出铁精矿，排出尾矿；在10-15℃下，将所述尾矿经过一次粗选，一次扫选，三次精选，浮选出磷精矿。针对的是伴生铁磷矿物，应用范围窄，不适用于中低品位磷矿。
CN104826740A公开了一种磷矿的浮选工艺，(1)将胶磷矿原矿进行研磨；(2)将步骤(1)的磨矿产物进行反浮选脱镁，得到含镁的浮选泡沫和浮选底流；(3)将步骤(2)的浮选底流进行反浮选脱硫，得到第一个含硫的浮选泡沫和浮选底流；(4)将步骤(3)的浮选底流进行反浮选脱硅，得到含硅的浮选泡沫和浮选底流；(5)将步骤(4)的浮选底流进行强磁选脱铁，得到磁性产物和非磁性产物；(6)步骤(5)的非磁性产物进行再磨；(7)将步骤(6)的磨矿产物与脱硫浮选药剂作用，进行反浮选脱硫，得到第二个含硫的浮选泡沫和浮选底流；(8)将步骤(7)的浮选底流与脱铝浮选药剂作用进行反浮选脱铝，得到含铝的浮选泡沫和浮选底流。是浮选脱镁、脱硫、脱硅后再进行磁选脱铁，再进行脱硫脱铝，工艺流程长，药剂消耗高，且该磁选采用的为强磁磁选，磁选强度为20～25T，磁选场强要求高，设备成本及生产成本高。
因此我们需要开发一种设备及工艺流程简单，生产维护成本低，对环境无污染，脱除效果好，具有较强的推广应用效果的脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法。
发明内容
针对现有的问题，本发明的目的在于提供一种高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，设备及工艺流程简单，生产维护成本低，对环境无污染，脱除效果好，具有较强的推广应用效果。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，针对倍半氧化物(R2O3)含量为1.1％～3.67％的非金属低品位磷矿，其特征在于：具体工艺如下：
(1)将含倍半氧化物和镁的磷矿原矿磨细过筛，调浆后控制矿浆浓度为20～35％；
(2)将矿浆引入高梯度磁选机搅拌槽中，加入分散剂碱金属磷酸盐，选用磁强度为1.0～1.7T，磁选分离磷矿中倍半氧化物，得到粗磷矿与粗尾矿；
(3)将粗磷矿导入球磨机中再次进行磨矿，然后添加浮选药剂，采用单一反浮选脱出镁，得到低铁铝镁含量的高品质磷精矿，浮选时控制pH4.0-6.0；
(4)按照步骤(3)对粗尾矿进行浮选脱镁后，得次精矿，用于生产料浆法磷酸一铵或重钙或普钙。
在上述方案中：步骤(1)中，磷矿磨细后需全过0.38mm的筛。破碎至该种粒度，磷矿物已与R2O3充分解离，有利于磁选除去。
步骤(2)中，碱金属磷酸盐为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。在此类分散剂的作用下，使得磁选效果更佳，达到一类磷精矿的要求。
在上述方案中：所述分散剂的加入量为矿浆质量的0.01％-0.05％。
在上述方案中，步骤(3)中，采用球磨机再次进行磨矿后需要达到85％通过0.075mm的筛。使得镁与磷矿充分解离。
在上述方案中：对粗磷矿和粗尾矿进行浮选时，所选用的浮选药剂由重量份数的以下组分组成：邻苯二甲酸二乙酯4～12份、脂肪酸钠70～85份、聚异戊二烯1～3份。采用该种浮选药剂，在本工艺的配合下，能到达更好的浮选去除镁的效果。
优选的：对粗磷矿进行浮选时，浮选药剂的添加量为每吨磷矿300～800g，对粗尾矿进行浮选时，浮选药剂的添加量为每吨磷矿200～500g。
优选的：浮选时采用磷酸或硫酸调节pH。
与现有技术相比：本发明的方法具有以下优点：
1、实现了在矿浆过程中脱出倍半氧化物和镁，满足一类磷精矿R2O3＜2.5％的要求，获得杂质含量低的高品质磷精矿，减少对磷酸生产和净化的难度，降低硫酸消耗，提高产品品质，使产品附加值增加。
2、该工艺采用先磁选再浮选的工艺，分别脱出倍半氧化物和镁，设备及工艺流程简单，生产维护成本低，对环境无污染，分选效果好，操作简单，易实现工业化生产，经济效益显著，具有较强的推广应用效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述：
实施例1
湖北某磷矿，原矿P2O5含量29.63wt％，MgO含量3.34wt％，R2O3含量3.67wt％。
按照如下工艺处理：
(1)将含倍半氧化物和镁的磷矿磨细使得全部过0.38mm筛，调浆后控制矿浆浓度为20～35％。
(2)将矿浆引入高梯度磁选机搅拌槽中，加入矿浆质量0.01％的分散剂三聚磷酸钠。选用磁强度为1.0T，磁选分离磷矿中倍半氧化物，得到粗磷矿与粗尾矿；
(3)将粗磷矿导入球磨机中再次进行磨矿，需要达到85％通过0.075mm的筛。然后按照每吨磷矿原矿300g添加浮选药剂，浮选药剂由重量份数的以下组分组成：邻苯二甲酸二乙酯4份、脂肪酸钠70份、聚异戊二烯1份。采用单一反浮选脱出镁，得到低铁铝镁含量的高品质磷精矿，浮选时控制pH4.0-6.0，采用磷酸调节。
(4)粗尾矿按照步骤(3)进行浮选，粗尾矿按照每吨磷矿原矿200g添加浮选药剂。浮选药剂由重量份数的以下组分组成：邻苯二甲酸二乙酯4份、脂肪酸钠70份、聚异戊二烯1份。经浮选脱镁后，得次精矿，用于生产料浆法磷酸一铵或重钙或普钙。
经过本工艺获得磷精矿P2O5含量32.40wt％，MgO含量0.94wt％，R2O3含量1.17wt％。次精矿P2O5含量31wt％，MgO含量1.05wt％，R2O3含量6.65wt％。
实例2
云南某磷矿，原矿P2O5含量30.17wt％，MgO含量3.19wt％，R2O3含量2.05wt％。
按照如下工艺处理：
(1)将含倍半氧化物和镁的磷矿磨细使得全部过0.38mm筛，调浆后控制矿浆浓度为20～35％。
(2)将矿浆引入高梯度磁选机搅拌槽中，加入矿浆质量0.02％的分散剂六偏磷酸钠。选用磁强度为1.7T，磁选分离磷矿中倍半氧化物，得到粗磷矿与粗尾矿；
(3)将粗磷矿导入球磨机中再次进行磨矿，需要达到85％通过0.075mm的筛。然后按照每吨磷矿原矿800g添加浮选药剂，浮选药剂由重量份数的以下组分组成：邻苯二甲酸二乙酯12份、脂肪酸钠85份、聚异戊二烯3份。采用单一反浮选脱出镁，得到低铁铝镁含量的高品质磷精矿，浮选时控制pH4.0-6.0，采用硫酸调节。
(4)粗尾矿按照步骤(3)进行浮选，粗尾矿按照每吨磷矿原矿500g添加浮选药剂。浮选药剂由重量份数的以下组分组成：邻苯二甲酸二乙酯12份、脂肪酸钠85份、聚异戊二烯3份。经浮选脱镁后，得次精矿，用于生产料浆法磷酸一铵或重钙或普钙。
获得磷精矿P2O5含量33.65wt％，MgO含量0.89wt％，R2O3含量0.98wt％。粗尾矿再次浮选后，P2O5含量31.12wt％，MgO含量1.43wt％，R2O3含量4.44wt％。
实例3
湖北某磷矿，原矿P2O5含量24.20wt％，MgO含量4.84wt％，R2O3含量1.13wt％，按照如下工艺处理：
(1)将含倍半氧化物和镁的磷矿磨细使得全部过0.38mm筛，调浆后控制矿浆浓度为20～35％。
(2)将矿浆引入高梯度磁选机搅拌槽中，加入矿浆质量0.05％的分散剂三聚磷酸钠。选用磁强度为1.5T，磁选分离磷矿中倍半氧化物，得到粗磷矿与粗尾矿；
(3)将粗磷矿导入球磨机中再次进行磨矿，需要达到85％通过0.075mm的筛。然后按照每吨磷矿原矿600g添加浮选药剂，浮选药剂由重量份数的以下组分组成：邻苯二甲酸二乙酯8份、脂肪酸钠80份、聚异戊二烯2份。采用单一反浮选脱出镁，得到低铁铝镁含量的高品质磷精矿，浮选时控制pH4.0-6.0，采用硫酸调节。
(4)粗尾矿按照步骤(3)进行浮选，粗尾矿按照每吨磷矿原矿300g添加浮选药剂。浮选药剂由重量份数的以下组分组成：邻苯二甲酸二乙酯8份、脂肪酸钠80份、聚异戊二烯2份。经浮选脱镁后，得次精矿，用于生产料浆法磷酸一铵或重钙或普钙。
获得磷精矿P2O5含量31.06wt％，MgO含量1.01wt％，R2O3含量0.71wt％。粗尾矿再次浮选后，P2O5含量30.05wt％，MgO含量1.1wt％，R2O3含量2.09wt％。
本发明不局限于上述实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，针对倍半氧化物(R2O3)含量为1.1％～3.67％的非金属低品位磷矿，其特征在于：具体工艺如下：
(1)将含倍半氧化物和镁的磷矿原矿磨细过筛，调浆后控制矿浆浓度为20～35％；
(2)将矿浆引入高梯度磁选机搅拌槽中，加入分散剂碱金属磷酸盐，选用磁强度为1.0～1.7T，磁选分离磷矿中倍半氧化物，得到粗磷矿与粗尾矿；
(3)将粗磷矿导入球磨机中再次进行磨矿，然后添加浮选药剂，采用单一反浮选脱出镁，得到低铁铝镁含量的高品质磷精矿，浮选时控制pH4.0-6.0；
(4)按照步骤(3)对粗尾矿进行浮选脱镁后，得次精矿，用于生产料浆法磷酸一铵或重钙或普钙。
2.根据权利要求1所述高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，其特征在于：步骤(1)中，磷矿原矿磨细后需全过0.38mm的筛。
3.根据权利要求2所述高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，其特征在于：步骤(2)中，碱金属磷酸盐为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。
4.根据权利要求3所述高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，其特征在于：所述分散剂的加入量为矿浆质量的0.01％-0.05％。
5.根据权利要求4所述高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，其特征在于：步骤(3)中，采用球磨机再次进行磨矿后需要达到85％通过0.075mm的筛。
6.根据权利要求1-5任一项所述高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，其特征在于：对粗磷矿和粗尾矿进行浮选时，所选用的浮选药剂由重量份数的以下组分组成：邻苯二甲酸二乙酯4～12份、脂肪酸钠70～85份、聚异戊二烯1～3份。
7.根据权利要求6所述高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，其特征在于：对粗磷矿进行浮选时，浮选药剂的添加量为每吨磷矿300～800g；对粗尾矿进行浮选时，浮选药剂的添加量为每吨磷矿200～500g。
8.根据权利要求7所述高梯度磁选--单一反浮选耦合脱出磷矿中倍半氧化物及镁的方法，其特征在于：浮选时采用磷酸或硫酸调节pH。
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